[发明专利]一种Mo-Ce合金丝及其制备方法

说明书

技术领域

一种Mo-Ce合金丝及其制备方法，涉及一种高塑性的Mo-Ce合金丝及其制备方法。

背景技术

作为高温工程领域中应用的一种粉末冶金材料，钼金属广泛应用于冶金工业、电子工业、宇航工业、化学工程、核工业等领域。但脆性问题导致其难于加工成结构复杂的高温元件，一直是限制其应用的重要因素之一。

钼金属的低温脆性和强度不足，以及在高温状态下力学性能不稳定，是其应用领域受限的重要原因。因此，强韧化技术一直是钼金属研究和应用的热点之一。自从二十世纪八十年代以来，国内外对此进行了大量研究工作，取得了巨大进展。由于钼金属没有因温度改变而发生晶体学相变的性质，通过热处理强韧化的可行性不大，因此大多数研究集中在钼的合金化方面。目前，已经形成了固溶强韧化、碳化物弥散强韧化、稀土氧化物弥散强韧化、气泡强韧化等多种强韧化技术，以及Mo-Ti、Mo-Zr、Mo-Hf、Mo-Ti-Zr-C、Mo-Hf-Zr-C、Mo-Hf-C、Mo-La、Mo-Y、Mo-Re、Mo-Si-Al-K等多种钼合金牌号。

由于钼与大多数合金元素难于真正形成“合金”，钼金属的强度与塑性往往不能兼顾，大多数掺杂元素偏重于强化，而韧化效果不太明显。以工业中最常用的Mo-La合金为例，加工态丝材的延伸率为10％左右，在后续拉拔成形过程中，温度和道次变形程度均要求得非常严格，否则很容易断丝(Endo M，Kimura K，Udagawaetal T.The effects of doping molybdenum wire with rare-earth elements.High Temperatures-High Pressures，1990，21：129～137；张久兴，周美玲，刘丹敏，等.稀土氧化镧掺杂钼的研究与进展.稀有金属材料与工程，1998，27(增刊)：133～137；Zhang Gao-jun，Liu Gang，Sun Yuan-jun，et al.Microstructure and strengthening mechanisms of molybdenum alloy wires doped with lanthanum oxide particles.Journal of Refractory Metals and Hard Materials，2009，27：l 73～176)。

Re具有熔点高(3170℃)，密度大(21.02g/cm³)，强度高，塑性良好，无塑-脆转变现象，塑性从低温到高温都能够保持，弹性模量非常高(其弹性模量仅次于锇)，可以与Mo大量固溶等优点，因此Re可以提高钼合金的高温性能，大幅度地降低了塑-脆转变温度，提高钼合金的加工性能、理化特性和热电特性等，形成所谓“铼效应”。由于铼的价格非常昂贵，Mo-Re合金的研究仅局限于实验室研究，大多不具备工业应用的条件(Leichtfried G，Schneibel J H，Heilmaier M.Ductility and impact resistance of powder-metallurgical molybdenum-rhenium alloys.Metallurgical and materials transactions A，2006，37A(10)：2955～2961)。

前期研究表明，CeO₂在钼中微细均匀弥散，且排列整齐，具有显著的细化钼晶粒效果(王建武，赵文轸，孙院军，等.掺杂氧化铈对钼性能的影响.中国稀土学报，2005，23(增刊)：128～131)。

发明内容

本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种具有良好的强度和塑性的、综合性能好的Mo-Ce合金丝及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种Mo-Ce合金丝，其特征在于其合金成份包括0.06％～0.15％Ce(质量)，余量为Mo和不可避免的杂质。

本发明的一种Mo-Ce合金丝的制备方法，其合金的制备过程包括合金原料粉末的制备、粉末冶金法制备合金坯和金属丝的加工过程，其特征在于粉末冶金法制备合金过程中的Ce是以Ce(NO₃)₃溶液或CeO₂粉末的形式加入MoO₂粉末的。

本发明的一种Mo-Ce合金丝的制备方法，其特征在于其制备过程的步骤包括：