[发明专利]一种高温高强钨铼合金的热力模拟试验方法及应用

说明书

本发明属于钨铼合金研究领域，尤其涉及一种高温高强钨铼合金的热力模拟试验方法，首先分析ZrCp/W复合材料的组织、结构和性能，分别采用场发射扫描电镜分析显微组织，X射线衍射仪分析XRD物相，纳米压痕仪测量弹性模量和纳米硬度；然后采用热电偶和ZrCp/W复合材料压头测量W‑Re合金等温恒应变压缩真应力真应变曲线。本发明采用了埋线法解决钨铼合金热电偶焊接问题，采用粉末冶金热压烧结工艺及利用难熔碳化锆与钨相容性好且强度高的特点，制备了碳化锆颗粒增强的新型钨基复合材料压头，提高了纯钨的压缩强度，克服了钨的高温强度随压缩变形量增加而降低的缺点，改善了钨的高温应变硬化特性，在超高温夹具领域具有广泛应用前景。

技术领域

本发明属于钨铼合金研究领域，尤其涉及一种高温高强钨铼合金的热力模拟试验方法及应用。

背景技术

近年来随着航空航天和核工业领域对高温高强结构材料的需求越来越迫切，具有优异高温力学性能的钨铼(W-Re)合金成为研究热点。在新型合金材料强度和热成型性能研发中，准确表征材料在多种温度和多种应变速率下压缩变形流变应力行为是十分必要的，通过热电偶测量材料的高温恒应变压缩真应力真应变曲线，分析材料软化/硬化、回复/再结晶等行为，最终建立热加工图，为材料热成形工艺提供技术支撑。通过分析压缩变形后的材料组织，揭示材料的变形机制、强化机制、断裂机制等，为材料成分的设计与优化提供理论基础，从而提高合金综合力学性能。

目前技术存在的问题为：采用热电偶研究钨铼合金材料高温压缩性能时，出现了热电偶焊接不牢固、常规碳化钨压头高温强度低于钨铼合金高温强度等情况。

解决问题的难度为：

热电偶：现有方法无法将铂铑热电偶牢固焊接在钨铼合金样本表面，导致热力模拟试验时升温、保温、恒温热压缩阶段出现热电偶脱落，无法控制实验温度而中断实验。

高温压头：现有商业化碳化钨压头高温强度低于钨铼合金高温强度，导致恒温热压缩过程中压头损坏，无法准确测量钨铼合金的高温强度，需要开发新的压头材料，其高温强度优于钨铼合金的高温强度。

解决问题的意义为：

提供了一种新型热电偶粘结方法，用于钨铼合金的热力模拟试验过程的测温和控温。即在钨铼合金试样表面钻微孔，缠绕铂铑热电偶正负极末端，插入微孔后用高温无机胶固化，可用于1500℃热力模拟试验。

提供一种新型高温高强压头材料制备方法，用于测量钨铼合金的高温压缩强度，准确获得钨铼合金高温压缩试验的真应力真应变曲线，拓宽热电偶在高温高强钨铼合金等材料研发中的应用。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种高温高强钨铼合金的热力模拟试验方法。

本发明是这样实现的，一种高温高强钨铼合金的热力模拟试验方法包括：首先分析ZrCp/W复合材料的组织、结构和性能，分别采用场发射扫描电镜分析显微组织，X射线衍射仪分析XRD物相，纳米压痕仪测量弹性模量和纳米硬度。

然后采用热电偶和ZrCp/W复合材料压头测量W-Re合金等温恒应变压缩真应力真应变曲线。

进一步，本发明采用了埋线法和耐高温无机胶复合的方法解决钨铼合金热电偶焊接问题，确保了高温高强钨铼合金在热压缩过程中热电偶不脱落；采用粉末冶金热压烧结工艺及利用难熔碳化锆与钨相容性好且强度高的特点，制备了碳化锆颗粒增强的新型钨基复合材料压头，提高了纯钨的压缩强度，克服了目前热模拟设备常用的钨合金压头高温强度随压缩变形量增加而降低的缺点，改善了钨的高温应变硬化特性，在超高温夹具领域具有广泛应用前景。

进一步，所述高温高强钨铼合金的热力模拟试验方法具体包括：

分析ZrCp/W复合材料的组织、结构和性能：

采用场发射扫描电镜分析显微组织；