退火溫度對鉿棒組織與性能的影響

蔡文博，武 宇,2，姚修楠，趙鴻磊,2，陳 昊，楊 娟，朱 波

(1.西安諾博爾稀貴金屬材料股份有限公司，陜西 西安 710065)(2.西北有色金屬研究院，陜西 西安 710016) (3.西安漢唐分析檢測有限公司，陜西 西安 710065)

金屬鉿作為鈦、鋯同族的金屬，屬于密排六方晶體結(jié)構(gòu)[1，2]，具有機(jī)加性能優(yōu)異、高溫耐腐蝕性好、抗氧化性好和吸氣能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[3-5]。鉿綜合性能優(yōu)越因此用途廣泛，可作為導(dǎo)彈及噴氣式發(fā)動機(jī)中的結(jié)構(gòu)材料；制造噴管、閥門及其他一些耐高溫零件[6，7]。鉿也可以作為超耐熱不銹鋼及高熔點(diǎn)材料的合金元素，用于提升其抗蠕變性能、延展性和強(qiáng)度[8，9]。相較于金屬鉿的其他性能，其核性能非常突出，因此主要用途是作為控制棒材料用于各種堆型[10]。

鉿的力學(xué)性能受織構(gòu)、應(yīng)變速率、溫度、化學(xué)成分和應(yīng)力狀態(tài)等多種因素的影響[11]，其中退火溫度是一個(gè)重要的指標(biāo)。除力學(xué)性能外，退火溫度對其他各項(xiàng)性能也有很大影響。基于上一階段研究了加工方式對鉿棒綜合性能的影響[12]，此次實(shí)驗(yàn)研究鉿棒性能隨退火溫度的變化規(guī)律。根據(jù)鉿的熔點(diǎn)Tm≈2 227 ℃，推測高純鉿的再結(jié)晶溫度為556～780 ℃。實(shí)驗(yàn)選取440、600、740、900、1 040 ℃ 5個(gè)溫度點(diǎn)，研究退火溫度對鉿的金相組織、拉伸性能、高溫?cái)嗫谛蚊驳挠绊懀剿鞲黜?xiàng)性能的演變規(guī)律，探尋制備反應(yīng)堆用優(yōu)良性能鉿棒的退火制度。

1 實(shí) 驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)原料為電子束熔煉制備的φ160 mm高純鉿錠，鉿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于99.95%。將鉿錠在1 200 ℃下保溫1.5 h，經(jīng)過鍛造得到φ60 mm鉿棒坯，隨后將φ60 mm鉿棒坯在800 ℃下保溫1.5 h，采用橫列式熱軋機(jī)經(jīng)過8道次熱軋至φ18 mm，然后采用旋鍛機(jī)多道次冷旋鍛得到φ13.3 mm的鉿棒。……