改性鎢材料的夏比沖擊性能

改性鎢材料的延脆轉移溫度(DBTT)可以通過幾種測試方法進行評估，例如，拉伸試驗、彎曲試驗、夏比沖擊試驗和斷裂韌性試驗。DBTT在很大程度上取決于測試方法、應變率和試樣形狀。其中，有研究人員使用夏比沖擊和拉伸試驗來評估DBTT。

夏比沖擊試驗是根據(jù)歐盟標準進行的，使用KLST夏比V型缺口試樣，沿L-S(板材)和L-R(棒材)方向，在真空中的溫度范圍為200至1000℃(第一個字母(L)：垂直于預期裂紋平面的方向，第二個字母(S和R)：預期裂紋生長的方向)。

 

純鎢和改性鎢材料沿S方向的晶粒尺寸的退火溫度依賴性圖片

即使改性鎢材料的主要化學成分相同，但DBTT和上架能量(USE)隨材料的變化而變化，這些材料經歷了不同的制造方法和歷史(如，變形率)。

大多數(shù)材料顯示了脆性斷裂和低于DBTT的脆性和分層斷裂的混合，以及高于DBTT的分層斷裂。相比之下，摻有K的W棒顯示出韌性變形，在800℃以上有小的或沒有裂縫。DBTT與晶粒尺寸(dS)和USE與晶粒尺寸(dS)的關系為Hall-Petch型。因此，那些不同的DBTT和USE，不能只由主要的化學成分決定，可能是由于個別特殊的晶粒結構取決于制造方法和歷史。

純W(H)板的DBTT為550℃;K摻雜的W(H)板為350℃;W-3%Re(H)板為450℃;W-3%Re(L)板為550℃;K摻雜的W-3%Re(H)板為250℃;以及W-3%Re-1%La2O3(L)板為550℃。對于高變形材料(“H”)，K摻雜和Re-addition分別導致DBTT減少約200和100℃，USE增加約40和30%。

相反，與高變形材料相比，W-3%Re(L)和W-3%Re-1%La2O3(L)板顯示出非常低的吸收能量。在低變形材料中沒有觀察到La2O3顆粒分散的明顯積極效果。測試試樣的外觀表明，低變形材料的分層迅速擴展，同時幾乎沒有基體金屬的塑性變形，而高變形材料顯示分層伴隨著足夠的彎曲(塑性變形)。這些結果表明，當在軋制和鍛壓過程中施加足夠的變形時，夏比沖擊性能可以通過K-摻雜和Re摻雜得到改善。

 

KLST試樣的夏比沖擊試驗的吸收能量的試驗溫度依賴性圖片

此外，明顯觀察到K摻雜和Re摻雜的協(xié)同效應。相比之下，La2O3顆粒的分散效果還需要在未來的工作中通過應用于高變形材料來加以澄清。

參考來源：中鎢在線