• 首頁 /
• 鉬鑭合金

鉬鑭合金

鉬鑭合金由基體金屬鉬與在基體中以彌散質點存在的三氧化二鑭組成的合金。合金中La₂O₃含量一般為0.5%~5.0%(品質分數)。

鉬鑭合金歷史

鉬具有高熔點，優異的高溫性能，良好的導電、導熱等特點，是重要的高溫結構材料。但是，由於鉬的塑脆轉變溫度比較高，所以在高溫條件(高於再結晶溫度)下使用的鉬回到室溫附近時卻出現嚴重的脆性。為此，國內外研究者對鉬中添加稀土進行了大量的研究，得出在鉬中添加稀土，可以細化晶粒，降低鉬的塑脆轉變溫度，提高鉬的再結晶溫度、高溫強度、改善韌塑性和高溫蠕變性能。

經研究發現微量的氧化鑭的加入極大地改善了鉬的力學性能，經高溫熱處理後的鑭鉬材在室溫即液氮溫區都具有優良的強韌性。但是在塑性變形和熱處理中氧化鑭的行為研究尚不充分。近年來，西部材料難熔廠對鉬鑭合金進行了大量的試驗，對粉末、壓制、燒結、薄板材的軋製及板材的性能等進行了系統研究。

鉬鑭合金坯料製備

採用液-固混合法，將氧化鑭以La(NO₃)₃酒精溶液形式摻雜在鉬粉中，其加入量在1%左右，將鉬粉在氫氣氣氛下700~900℃預處理2 h，等靜壓制後，經高溫燒結成相對理論密度為92%~96%的鉬鑭合金坯料。

鉬鑭合金板材的軋製及熱處理

鉬鑭合金坯料在1500℃開坯後，經溫軋、冷軋到2.4 mm厚的板材。道次加工率為25%~35%，總加工率為80%。將所軋製的鉬鑭板分別在1100、1250、1400、1550和1950℃的氫氣爐中進行退火處理。

鉬鑭合金板研究結論

稀土元素鑭與鉬不發生化學反應，以鑭La₂O₃的形式存在於鉬基體中。在合金粉中，稀土鑭以La₂O₃的形式鑲嵌在鉬粉顆粒表面。燒結坯料中，La₂O₃顆粒分佈均勻，不僅存在於鉬晶界上，也分佈在鉬晶粒內，晶界上的稀土顆粒粒徑一般比晶內大。稀土氧化物顆粒主要以球形，等軸狀形式存在；

鉬鑭合金板在1400℃以下熱處理， La₂O₃顆粒極小，難以辨認。1400℃以上熱處理， La₂O₃小顆粒聚集成較大的球狀或短棒狀的小顆粒串，且在1550℃以後，隨熱處理溫度的升高， La₂O₃顆粒的大小、形狀變化不大。

鉬鑭合金料舟

鉬元素在元素週期表中位於第 VIB 族，為高熔點高強度金屬，彈性模量高，膨脹係數小導電導熱性能優良，是高溫合金理想的基體材料。在鉬粉中添加適量的稀土元素，經過粉末冶金、壓力加工方法制取的稀土鉬板具有良好的高溫力學性能和工藝性能，作為舟皿、隔熱屏、高溫結構件等，廣泛應用於高溫爐、電子元器件、發熱體及鋼鐵冶煉等行業。

製備鉬粉需要選用高溫合金的料舟作為載體，並能在高溫、變載荷的苛刻環境中長期工作。國內生產的鉬粉載體大多採用鎳基高溫合金料舟，由於其中的低熔點金屬會在高溫環境下逐漸析出滲入鉬粉，致使高純鉬粉的雜質元素含量難以控制。此外，鎳基高溫合金料舟強度低、易變形，導致鉬粉生產的設備故障率較高。針對這一難題，世界頂尖難熔金屬企 PLANSEE、HC.STARK 使用 18 管爐生產高純鉬粉，選用鉬舟作為載體。鉬舟 (深 65 mm，寬 88 mm) 頭尾相頂依次穿過爐管，鉬舟內的 MoO₂粉在 1000 ℃左右的高溫環境中與氫氣發生還原反應生成雜質元素含量極低的高純鉬粉。由於上述鉬舟製備技術在國內尚屬空白，借助當前已有添加稀土元素製備鉬合金的理論基礎和加工技術，採用在鉬粉中摻雜稀土元素鑭的方法製備出鉬鑭合金板，並首次完成了鉬鑭料舟的成功製備。

在其製備過程中發現彌散分佈於鉬燒結坯中的 La₂O₃經交叉軋製後，一方面形成了沿縱向及橫向分佈的處於分段狀態的{001}<110>、{110}<100>、{111}<110> 3 種板織構，阻礙了晶粒長大，從而提高了再結晶溫度；形成了沿板材定向二維分佈的彌散質點，阻礙了高溫下晶界沿縱向及橫向的移動，從而減少了縱、橫向力學性能的差異，利於鉬鑭合金板的衝壓成型；

衝壓鉬舟前對 2.8 mm 厚 Mo-1.0%La₂O₃合金板及衝壓模具進行加熱至關重要，550 ℃是此規格鉬鑭合金板產生衝壓最大變形率的最佳加熱溫度。

鉬鑭合金料舟承受長期變溫變載荷後的斷裂是由於空位遷移與滑移面上的位錯滑移所導致韌窩撕裂，提高了材料的服役壽命，其機制為變形不均勻的蠕變斷裂，具有典型的塑性變形特徵。

鑭鉬合金絲的製備

以二氧化鉬粉為原料，摻入一定量的硝酸鑭水溶液(氧化鑭重量比含量在0.2%~0.8%)，進行混粉、乾燥。將摻雜後的氧化鉬粉進行還原、壓型、燒結，再經旋鍛、拉絲製成Φ0.18 mm的鉬絲。

如果您對我司鉬鑭合金產品感興趣，請隨時通過電子郵件：sales@chinatungsten.com sales@xiamentungsten.com 或電話：0592 512 9696與我們聯繫。