研究微观结构和高温稳定性WTaVTiZrx耐火高热合金的研究,由激光覆盖制备
Xiaoyu Ding1,2,3, Weigui Wang1,2,3, Haojie Zhang1,2,3
1Institute of Laser Advanced Manufacturing, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, China.
Entropy (Basel, Switzerland)
|January 22, 2024
概括
这项研究开发了一种用于核聚变反应堆的新型耐火,低激活,高合金 (W-Ta-V-Ti-Zrx). 900-1100°C的化增强了微硬度,并保持了相稳定性,这对于恶劣的反应堆环境至关重要.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 核工程 核工程是指核工程.
- 金工业是金工业的一个方面.
背景情况:
- 由于极端高温等离子体环境,核聚变反应堆的第一壁需要坚固的材料.
- 具有低激活和高的耐火合金是融合反应堆应用的有希望的候选者.
研究的目的:
- 设计和生产一种新的WTaVTiZrx高合金系统,用于核聚变反应堆第一壁应用.
- 研究Zr含量和回火温度对合金微观结构,相位组成和机械性能的影响.
- 为了评估开发的合金的高温性能稳定性.
主要方法:
- 使用半经验式公式进行理论设计.
- 激光覆盖用于合金生产.
- 金属学显微镜,X射线衍射 (XRD),扫描电子显微镜 (SEM) 和能量分散光谱 (EDS) 用于材料特性.
- 微硬度测试和各种温度 (900-1200°C) 的回火处理.
主要成果:
- WTaVTiZrx合金表现出具有树突微观结构的单相BCC结构.
- 在900°C进行5-10小时的火,显著提高了微硬度,达到988.52HV,同时保持了微观结构.
- 合金在高温下表现出良好的相稳定性,高达1100°C,微硬度增加,尽管在1200°C的长时间回火后观察到降解.
结论:
- 开发的WTaVTiZrx高合金由于其有利的微观结构和化后增强的机械性能,显示出作为融合反应堆第一壁材料的潜力.
- 合金在高温下表现出良好的相稳定性,这是融合反应堆环境的关键要求.
- 优化的回火处理可以显著提高合金的微硬度,优于造状态.
