钛锆钼合金

TZM合金

钛锆钼合金(TZM合金),是一种高温合金,一种固体溶液硬化和颗粒加强钼基合金。一个钼钛固溶体的发展和优良的分散钛碳化物为良好的强度性能在温度高达1400 ° C的TZM再结晶的温度大约为250 ° C,比钼高,因此TZM(钛锆钼合金)提供了更好的可焊性。

TZM(钛锆钼合金)是0.50%的钛,锆和0.08%,其余0.02%碳的钼合金。

TZM(钛锆钼合金)具有较高的再结晶温度,较高的强度,硬度比非合金在室温和高温钼和良好的延展性。此外,TZM(钛锆钼合金)具有良好的导热性,低蒸气压,耐腐蚀性好,因此可加工。

1956年美国克莱马克斯钼公司生产出第一批工业规模的TZM合金锭。20世纪50年代末,用熔铸法可大批量制作TZM合金材。到70年代,该合金成为最优秀的通用钼合金。中国于60年代中期开始研究用熔铸法制作TZM合金,70年代进行了较大规模的试制,具备了用熔铸法和粉末冶金法生产TZM合金产品的能力。

TZM合金


TZM(钛锆钼合金)与纯钼相比的优势:

  • 更好的抗蠕变性
  • 较高的再结晶温度
  • 更好的高温强度
  • 焊接性能好

TZM(钛锆钼合金)和其他钼合金具有较高的再结晶温度,比纯钼具有更高的耐热性,更好的抗蠕变性。

TZM合金

TZM(钛锆钼合金)典型的应用领域:

  • 元件等静压,烧结和热处理炉
  • 金属医疗诊断用旋转阳极
  • 船退火及烧结工艺(温度可达1400℃)
  • 如注塑成型热流道喷嘴成型工具
  • 模具轻合金铸件
  • 钢坯的等温锻造

钛锆钼合金制备方法 TZM板

钛锆钼合金常用制备方法有电弧熔化-铸造法和粉末冶金法。电弧熔化-铸造法是用电弧将纯钼熔化后按重量百分比添加一定量的Ti、Zr等合金元素,然后用常规铸造的方法得到TZM合金;而粉末冶金法则是用高纯钼粉与THi2粉、ZrH2粉及石墨粉按比例均匀混合后经冷等静压成形,然后在保护气氛下高温烧结,得到TZM坯料;

坯料再经过高温热轧(高温锻造)、高温退火、中温热轧(中温锻造)、中温退火消除应力、然后温轧(温锻)而得到TZM成品料。坯料的轧制(锻造)工艺及随后的热处理对材料的性能、各向异性及织构有较大的影响。TZM合金通常制备成棒材和板材。粉末冶金法可以节省真空自耗电弧炉、大型挤压机和锻锤以及相应的高温加热炉等大型设备,使工序简化,生产周期缩短,消耗降低,生产能力及成品率得以提高,因此成本大大降低。

钛锆钼合金应用范围:

目前应用最多的有TZM(Mo-0.5%Ti-0.008%Zr)和TZC(Mo-1.25%Ti-0.15%Zr-0.15%碳)。很好的高温强度和很高的再结晶温度,又有较好的室温塑性。用粉末冶金法和真空电弧熔炼方法制取。可在极恶劣TZM合金板条件下作高温结构材料和高温加工的工具材料。

如用于制造铝和铜合金、铸铁和铁系合金的压铸模具和型芯、作不锈钢等的热挤压工具和无缝钢管热加工用顶头。还可作宇宙火箭装置和飞面的零部件。近来有用铪代替钛,用形成双相组织的方法强化钼合金。 炉的结构元件,用于铸造铝合金,烫金模具,火箭喷嘴和电极。

钛锆钼合金强化机理

冷加工形变硬化既提高合金强度又细化晶粒,同时产生有韧性的纤维状显微结构;
少量钛和锆元素在钼基体中溶解,增加结构稳定性,提高再结晶温度;
由钼基体中的置换型元素(钛、锆)与间隙元素(碳)相互反应形成球形复式碳化物颗粒的沉淀而引起的弥散强化,改善钼的高温强度和抗蠕变性能。

钛锆钼合金片用途钼钛锆合金常用于1100℃以上的温度下。由于TZM合金具有优良的蠕变性能,因此是热加工用的最佳高温高强度模具(如压铸、挤压、等温锻造等用的模具和穿孔顶头)材料;

同时可用作高温高压设备(热等静压机和高温加热炉)的结构材料,如隔热屏、支柱等;它也是大功率陶瓷管栅极用的优良材料;

另外,还可以用来制作生产粉末冶金制品、耐火材料和二氧化铀粒用的烧舟。由于它的焊接性能较好和再结晶温度较高,该合金已开始试用于热燃气阀和高温燃气系统的密封。Tzc合金比TZM合金具有更高的高温性能,可用于TZM合金不能满足要求的场合,当前用得最多的是用粉末冶金法制成的用于不锈钢热穿孔的顶头。

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