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TZM合金研究及介绍
作者:梅特林 发布时间:2015-06-06 浏览次数:1170

TZM合金具有熔点高、强度大、弹性模量高、线膨胀系数小、蒸气压低、导电导热性好、抗蚀性强以及高温力学性能良好等特点,从而在很多领域得以广泛应用。


中文名称为TZM合金,钼锆钛合金,钛锆钼合金

英文名称:Titnaium-Zirconium-Molybdenum Alloy,TZMAlloy


TZM合金是在钼中加入一定量 的 Ti和 zr而形成的一种合金。Ti和 zr的加入使得在钼的晶粒中出现 Mo—Ti固熔体 和弥散 的 TiC质点 ,所 以 TZM合金的强化机理主要是 Mo—Ti固熔 体的固熔强化和 TiC质点的弥散强化。有研究表 明 J,TZM钼板在 1500oC时观察其金 相组织 ,发现晶粒是犬牙交错的锯齿形 ,组织结构致密而均匀 ,晶粒 内有细小的弥散 质 点起 到弥 散 强化 作 用 。而 纯 钼 的 晶粒 在1200℃就 会发生再 结晶 ,由加工态纤维组织 变为等轴状组织 ,1400~C时晶粒就 明显长大 ,并呈多边形状 ,晶界较平直 ,其 间的杂质元素极大地影响了晶界强度 。由此可见这种 TZM 合金 的再结 晶温度较纯钼提高了 4O0~500oC。这也是 TZM合金的使用温度比纯钼高的原因。


TZM(钼锆钛合金)合金的物理性能和纯钼的物理性能比较见表1。TZM合金具有很好的力学性能,尤其是在高温下其力学性能比纯钼要好。表2 是TZM(Ti0.5/Zr0.1)合金的力学性能,表3 是TZM(Ti0.5-Zr0.08)合金在高温下的抗拉强度和延伸率。表4 为TZM合金(Ti0.5/Zr0.1)合金的热性能和电性能。

表1 TZM合金(钼锆钛合金)和纯钼物理性能比较

材料

密度/g·cm-3

熔点/℃

沸点/℃

TZM合金(Ti0.5/Zr0.1)

10.22

2617

4612

Mo

10.29

2610

5560

表2 TZM合金(钼锆钛合金)(ri0.5/Zr0.1)的力学性能

力学性能

延伸率

/%

弹性模量

/GPa

屈服强度

/MPa

抗拉强度

/MPa

断裂韧性

/(MP·m1/2)

数值

<20

320

560~1150

685

5.8~29.6

表3 TZM 合金(钼锆钛合金) (Ti0.5/Zr0.08)的高温抗拉强度延伸率

温度/℃

性能

抗拉强度/MPa

延伸率/%

RT

1140 ~1210

7.5~13.0

1000

700 ~720

5.2

1200

320 ~360

9.0

1300

190 ~210

11.5 ~13.5

1400

140 ~170

11.0 ~16.0

表4 TZM合金(钼锆钛合金)(Ti0.5/Zr0.1)的热性能及电性能

性能

热膨胀系数/K-1

(20~100℃)

热导率

W/m·K

空气中最高使用温度

电阻率

Ω·m

数值

5.3X10-6

126

400

(5.3~5.5)X10-8

TZM合金(钼锆钛合金)还具有良好的焊接性能,可以与H11钢等材料进行很好的焊合。同时TZM合金能抵抗Zn等金属液的腐蚀。它可用常规方法进行冷加工。在有冷却润滑油的情况下可用硬质合金或高速钢刀具进行机械加工。

TZM合金(钼锆钛合金)的常用制备方法有:电弧熔化一铸造法和粉末冶金技术。

电弧熔化一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(钼锆钛合金);

粉末冶金具有独特的化学组成和机械、物理性能,而这些性能是用传统的熔铸方法无法获得的。其用高纯钼粉与TiH2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。

采用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,能耗降低,生产能力及成品率成倍提高,因此成本大大降低。

TZM合金(钼锆钛合金)通常制备成棒材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。


TZM合金(钼锆钛合金)的诸多优点使其应用领域非常广泛。其在高温高压下表现出的良好力学性能使其在军事工业上应用较多,如鱼雷发动机中的配气阀体、火箭喷嘴、燃气管道、喷管喉衬;而用做彩色显像管玻壳生产线上玻璃熔炉用铂铑包复搅拌器的主轴则是利用它对金属液体的抗蚀性;

TZM合金(钼锆钛合金)具有较高的熔点,因此可用来做黑色或有色金属的压铸模具材料及无缝不锈钢的穿孔顶头,如发动机上的铜转子的模具;洛阳梅特林钨钼材料有限公司近年来专注于TZM材料在模具行业的开发研究,在热流道及其它流域取得了较高的成就,我公司生产的TZM合金杆制作的热流道耐磨性和硬度被大多客户认可。我们特别为热流道厂家备料,交货期比较快的规格有:Φ12mm、13mm、17mm、24mm、32mm等,如有需要请来电咨询梅特林 梅特林  。

TZM合金在电子电气工业上应用也较多,如电子管阴极、栅极、高压整流元件、半导体薄膜集成电路等;此外,在核能源设备上TZM合金也用得比较广泛,如辐射罩、支撑架、热交换器、轨条等。

另外还被大量用作板材,以作高温炉的炉壁和热等静压机的隔热屏等高温结构材料;TZM合金(钼锆钛合金)在电子电气工业上应用也较多,如电子管阴极、栅极、高压整流元件、半导体薄膜集成电路等;

此外,在核能源设备上TZM合金(钼锆钛合金)也用得比较广泛,如辐射罩、支撑架、热交换器、轨条等。



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