本文關(guān)鍵詞：低氧高致密TZM合金制備技術(shù)及其腐蝕行為研究

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【摘要】：TZM合金(0.4%~0.55%Ti,0.06%~0.12%Zr,0.01%~0.04%C,Mo Bal.)熔點(diǎn)高、強(qiáng)度大、熱膨脹系數(shù)低、耐腐蝕性能及高溫力學(xué)性能優(yōu)異。因此,廣泛應(yīng)用于冶金、機(jī)械、國(guó)防軍事工業(yè)、石油化工、航空航天及核工業(yè)等諸多領(lǐng)域。然而,TZM合金內(nèi)部的氧容易與第二相粒子結(jié)合,生成粒度較大的氧化物顆粒,降低彌散強(qiáng)化效果,導(dǎo)致合金力學(xué)性能和加工性能均有所降低,使其應(yīng)用受到限制。本文研究了球磨工藝對(duì)TZM合金致密化程度的影響。對(duì)球磨時(shí)間、球磨介質(zhì)及分散劑使用量等進(jìn)行了試驗(yàn),確定了最佳球磨工藝條件。以經(jīng)球磨處理后的合金粉末為對(duì)象,基于堆積體系的顆粒級(jí)配優(yōu)化模型,計(jì)算TZM合金粉末緊密堆積顆粒級(jí)配配比。分別以石墨粉(graphite)、硬脂酸(C6H36O2)和碳納米管(CNTs)作為碳源,加入到TZM合金中,采用掃描電鏡分析手段研究合金內(nèi)部組織微觀結(jié)構(gòu);采用X射線光電能譜分析合金元素組成和分布;采用氧含量分析儀測(cè)試TZM合金氧含量;研究三種碳源對(duì)TZM合金氧含量的影響。研究表明:隨球磨時(shí)間延長(zhǎng),合金粉末因受到反復(fù)撞擊和摩擦作用而破碎,促使顆粒細(xì)化,有助于提高合金致密化程度;合金粉末按27~37μm、37~48μm、48~74μm以及74μm四種顆粒粒度計(jì)算,得到合金粉末緊密堆積級(jí)配配比為9.21%:38.94%:25.12%:26.67%(wt.%);傳統(tǒng)TZM合金相對(duì)密度約為75%,經(jīng)顆粒級(jí)配的TZM合金相對(duì)密度約為90%,采用顆粒級(jí)配制備的TZM合金較傳統(tǒng)TZM合金相對(duì)密度提高約15%;分別以石墨粉、硬脂酸和碳納米管作為碳源的三種TZM合金,其相對(duì)密度分別為90.67%、92.61%和97.71%,以碳納米管作為碳源的TZM合金相對(duì)密度最高。綜合上述因素,對(duì)制備工藝進(jìn)行優(yōu)化,制備出低氧含量高致密化TZM合金,其相對(duì)密度最高可達(dá)97.71%,氧含量最低可達(dá)23 ppm。此外,本文對(duì)TZM及摻鑭TZM合金在不同腐蝕介質(zhì)中的腐蝕行為進(jìn)行了系統(tǒng)研究。研究表明:TZM合金在3.5%HCl(wt.%)溶液中,腐蝕率為0.012 mm/a,表現(xiàn)出良好的耐鹽酸腐蝕性。TZM合金對(duì)KOH溶液的耐蝕性較差。在10%KOH(wt.%)溶液中,腐蝕率為10.420 mm/a,是在3.5%HCl溶液中腐蝕率的868倍。TZM合金在3.5%Na Cl(wt.%)溶液中的平均腐蝕率為0.564 mm/a。耐蝕性能與在HCl溶液中的耐蝕性能相比較差。摻鑭TZM合金與未摻鑭TZM合金相比,腐蝕電位升高約0.03 V,腐蝕電流密度降低約2.0×10~(-6) A/cm~2,摻雜稀土元素鑭可以改善合金的耐腐蝕性能。分別以La_2O_3和La(NO_3)_3兩種不同摻鑭方式制備出的摻鑭TZM合金,其腐蝕電位相差僅0.001 V、腐蝕電流密度相差僅為0.05×10~(-6) A/cm~2。摻鑭方式對(duì)于TZM合金耐腐蝕性能的影響并不顯著。
【關(guān)鍵詞】：TZM合金 氧含量 相對(duì)密度 極化反應(yīng) 腐蝕行為
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG146.412
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-23
• 1.1 引言9-10
• 1.2 TZM合金的性能和應(yīng)用10-11
• 1.3 低氧TZM合金的研究進(jìn)展11-15
• 1.4 TZM合金腐蝕行為的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.5 幾種用于防止鉬合金氧化的涂層17-21
• 1.6 主要內(nèi)容和意義21-22
• 1.7 本章小結(jié)22-23
• 2 實(shí)驗(yàn)23-36
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原料23-25
• 2.2 實(shí)驗(yàn)流程25-26
• 2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備26-29
• 2.4 合金制備過(guò)程29-32
• 2.5 相對(duì)密度測(cè)試32
• 2.6 氧含量測(cè)試32
• 2.7 樣品表征32-33
• 2.8 TZM合金化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)33-34
• 2.9 TZM及摻鑭TZM合金電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)34-35
• 2.10 本章小結(jié)35-36
• 3 低氧高致密TZM合金性能研究36-47
• 3.1 不同球磨介質(zhì)及球磨時(shí)間對(duì)合金粉末顆粒形貌的影響規(guī)律36-37
• 3.2 顆粒級(jí)配對(duì)于TZM合金致密化程度及氧含量的影響規(guī)律37-41
• 3.3 不同碳源對(duì)TZM合金致密化程度的影響規(guī)律41-43
• 3.4 不同碳源對(duì)TZM合金氧含量的影響規(guī)律43-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 4 TZM合金的腐蝕行為研究47-58
• 4.1 TZM合金在 3.5% HCl溶液中的腐蝕行為研究47-50
• 4.2 TZM合金在 10% KOH溶液中的腐蝕行為研究50-52
• 4.3 TZM合金在 3.5% NaCl溶液中的腐蝕行為研究52-54
• 4.4 TZM及摻鑭TZM合金在 3.5%NaCl溶液中電化學(xué)腐蝕行為研究54-56
• 4.5 本章小結(jié)56-58
• 5 結(jié)論58-60
• 參考文獻(xiàn)60-66
• 碩士研究生階段科研成果66-67
• 致謝67

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：993096