铬及铬基合金：高温应用的问题及可能性

1、铬及铭基合金：高温应用的问题及可能性III现代材料动态2005年第4期铭及铭基合金:高温应用的问题及可能性为了使气体涡轮机在更高温度下提高使用效率，设计人员一直在寻找使用温度比 镍基超高温合金更高的新材料.从上世纪40年代末，一直把金属铭作为合金主体进行 研角因为它的熔点高（1863C），有良好的抗氧化能力,密度小（比大多数镍基超高温合金低20%）,有高的热导率（比多数镍基超高温合金高1/2）.从1940年至1970初曾对开发铭基 高温合金（如用于喷气发动机）做出巨大努力.但对铭的热情并未持续下去.有两个缺点妨 碍了商业开发.首先，铭的韧一脆转换温度高（DB1vr），在拉伸时通常高于室温，与金

2、属钼, 钨非常相似.其次，当高温下暴露于空气中时，由于氮沾污而使其更加变脆.从1970年 代末，铭始终未作为实用合金基质被实际研究过.不久前，铭基合金再次被重视.新的研究发现，铭的一些缺点有可能消除或弱化，有可能成为合金体系的基质.对常温韧性加以控制和高温弥散强化是这些手段之一. 常温下的韧性铭的主要缺点是在DBTT以下几乎完全失去韧性:对商业用纯的，未经合金化和再 结晶的铭，其DBTT大约为150C.有些作者认为这种脆性是铭的本身属性.但是，高纯 电 解铭的延伸率相当好，在室温下的曲折韧性也不错，因此，铭在室温下的脆性不一定是本质性的，或许是一些外因影响了 DBTT和铭的室温韧性.主要的影响

3、因素铭的DBTT与杂质有关，随着纯度的提高DBTT呈下降趋势.在铸造及缓慢冷却热 处理时，含氮0.005 X 10 10.03 X 10对铭的DBTT没有明显影响.因而也不会影响它 的韧性.但是，当氮含量增大时，铭（铸造件，冷加工件或重结晶件）的DBTT猛升.因此，热处 理（包括退火温度和冷却速度）对DBTT有很大影响.在正常情况下,DBTT随冷却速 度增大而升高，其原因为在过饱和固溶体中,适量氮停留时间过短造成.但是，并非所有研究人员同意上述观点，他们不同意氮对铭的韧性起决定作用，并 认为淬火对脆性有重要影响,淬火会提高沉淀与铭基质间的凝聚应变,从而使氮化物 沉淀尺寸变小.进一步研究表明，通

4、过淬火使固溶体中保有大量氮非常困难;在以40C/S 速度冷却时室温下固溶体中存留的氮只有6X10 一，而以900C/S速度冷却时，可保有氮 25X10.总之，氮对脆性的影响是成分,热经历，机械加工，样品制备及测试方法的一个复杂 函数.氮对脆性的机理仍不十分清楚.铸造铭的DBTT随碳含量增大而升高，同时合金的断裂性质越来越呈晶粒间性.碳 的不良作用是由于在晶界生成脆性碳化物.氧是高纯铭中的常见杂质,但氧对脆性的影响并不明显.高达0.34%的氧对铸造铭 的DBTT并无明显影响.当氧含量从0.05%增至0.18%时，重结晶铭的弯折转变温度 略有升高，但对轧制铭板的同一参数却无可见升高.少量硫（0.0

5、2%）使铭无法进行温轧.含4.5%硫的一块合金，在500C时变脆，断裂发生于晶界处的硫化物相.在电解铭中含有大量氢，但加热至400C以上时，可以释放.通常在700-900C间 真空中脱气.氢气对DBTT的影响尚无数据.3现代材料动态2005年第4期表面处理铭对刻痕非常敏感.锤锻铭棒在制造过程非常脆，但除去表面层后在室温下可反复 弯曲而不致断裂，其延伸率达26%.如果材料纯度相当高，经表面机械处理过的铭样 品是柔韧的.但是仍不明了的是:究竟是表面的小划痕还是深度冷加工层对铭的韧性影响 更大.结构众所周知，再结晶可使锻造高纯铭的DBTT升高（即铭在冷加工态下对杂质（如氮） 的容许度比再结晶态更高）

6、a未合金化的铭的晶粒尺寸对DBTT有影响:细微晶粒样品的DBTT为90C，而粗 粒和混合结构样品的DBTT为30C，单晶样品的DBTT在一 78.196”（2之间.这意味着 结构,尤其是晶界结构对铭的脆性起重要作用.如何提高铭的韧性提纯是降低DBTT的有力方法，它还可以在低温下提高铭的韧性.理论和实验表明, 将 氮及其他类似杂质降至很低时，即1 Xi0咱时，在一切条件下均显示有可观的韧性.在原则上，提纯是可行的,但如何实现尚不清楚.此外，一些研究也证明，不太纯的铭和铭 合金也拥有相当的韧性.另外一个提高低温韧性的办法是通过添加清除剂元素以稳定或除去氮，碳，氧，硫之类的间隙杂质.（杨英惠摘译）印

7、度金属和铁合金集团以及铭铁矿开采印度金属和铁合金集团（IMFA）不仅在印度而且在亚洲都是电镀铭的最大生产厂 家.该集团的工厂位于瑞鲁巴厘和奥里萨邦州的克欧递瓦尔，并且在克欧递瓦尔还拥 有一个108MW热力发电厂，电厂不仅满足克欧递瓦尔工厂电力的需求，而且也经过州立 高压电网向瑞鲁巴厘供电.工厂由在采掘的四个矿山供应铭铁矿石.四个矿山是鲁阿萨希铭 铁矿（40.47公顷），巴格尔铭铁矿（37.34公顷），苏肯达铭铁矿（116.76公顷）和青古递帕尔铭铁矿（26.62公顷1.矿山位于可沃纪海尔地区和奥里萨邦州的杰纪普尔地区的苏肯达山谷.可沃纪海 尔地区的矿山是鲁阿萨希铭铁矿山和巴格尔铭铁矿山（主要是呈块状矿石矿山）.位于 苏肯达山谷的苏肯达矿和青古递帕尔矿主要是易脆矿石矿.苏肯达山谷的另一个矿玛哈 吉瑞铭铁矿呈块状矿石矿,似乎在不久的将来会开采.位于可沃纪海尔地区的鲁阿萨希铭铁矿是地下矿，它仰仗于有其工业上最好的有 利的技术条件.按照标准ISO.9002和ISO.14001来鉴定，这是印度首座地下矿山.这座矿 从品位和环境而言都有其重要性.鲁阿萨希矿是第一座将露天开采洞穴回填的铭铁矿, 该矿是在最近50年期间建立的露天开采矿，现在是在低于露天开采作业面的地下区域进 行生产.该地下矿于1997年启动,4年后正式生产.在最近两年，生产增长率达到400%.采 取分段