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大城有關防腐螺旋鋼管加工的更高熔點
點擊次數(shù)：279 發(fā)布時間：2023-9-11
研究發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)防腐螺旋鋼管具有比主元元素更高的熔點，而且在高溫時仍具有強度與硬度。高溫合金具有良好的耐高溫回火軟化特性。例如，Ao。2CoCrFenic1高熵合金經70o~1000℃、72h時效熱處理后，其硬度非但沒有下降，相反得到較大提升，而傳統(tǒng)合金如高速鋼，在550℃下即發(fā)生軟化。例如，AIZnMnSnSbPbMg合金在750℃時抗氧化性強，熱重增加率僅為004%；而相同條件下，純鎂的熱重增加率高達274%。高熵合金表現(xiàn)出罕見的高溫析出硬化現(xiàn)象和優(yōu)異的耐高溫氧化能力，其抗氧化能力可以與噴氣式渦輪葉片上的抗氧化合金Ni-22Cr-10A1-1Y相媲美。采用電弧離子鍍方法制備了NiCocraIsiY系高熵合金涂層，并討論了Al、Cr的含量對涂層的高溫氧化性能影響。結果表明：A含量高的涂層在氧化初期質量迅速增加，但隨時間延長，質量增加緩慢，1000℃、10oh氧化增重只有05mgcm2；氧化后表面分別形成了不同形貌的A2O3致密氧化膜，隔離氧擴散到涂層甚至合金基體內；在恒溫氧化時較高的A儲存量能及時修復破損的氧化膜，減緩循環(huán)氧化時氧化膜的開裂和剝落，從而保證材料能抵抗長時間的高溫氧化如前所述，防腐螺旋鋼管的高混合熵效應在高溫條件下表現(xiàn)突出，即可以更好地降低合金體系的吉布斯自由能，從而獲得相對穩(wěn)定的合金組織與性能，這表明高熵合金具有在高溫方面的應用潛力。據(jù)此，Senkov等研究了兩種高熔點高熵合金的高溫力學性能，并與鎳基高溫合金進行比較?？梢钥闯觯@兩種難熔合金顯示出了優(yōu)異的高溫屈服強度，特別是在高于1000℃下，與鎳基高溫合金相比，具有非常明顯的優(yōu)勢。
抗輻照性能一般情況下，在微觀結構方面，輻照會導致材料中晶體缺陷密度提高，如空位和間隙原子，位錯和位錯環(huán)，組織和相穩(wěn)定性變差，出現(xiàn)偏析和局部有序化等現(xiàn)象。在性能方面，輻照會導致材料脆性增加，體積腫脹及蠕變，直至斷裂和失效。目前在高熵合金的抗輻照方面研究結果較少，但因其極為優(yōu)異的表現(xiàn)已引起研究人員的廣泛注意。Zhang等538研究Al-CoCrfeN高熵合金在Au離子輻照劑量超過50dpa（原子平均離位，表示材料輻照損傷的單位）的條件下，高熵合金仍保持較高的相穩(wěn)定性，且腫脹率低于316不銹鋼等常用的抗輻照材料。Egam等對Zrhfnb體心結構高熵合金與CoCrCuFeN面心立方結構高熵合金進行了原位電子輻照研究，發(fā)現(xiàn)CoCrCufeN高熵合金在經過500℃高溫輻照后，主體相結構沒有明顯變化，且晶粒沒有發(fā)生粗化現(xiàn)象。對Ni、NCo、NiCoR和NiCoFeCrMn進行輻照研究表明，高熵合金具有很好的抗輻照性能。高熵合金主要形成的無序固溶體相結構，其結構上的更大特征是由于原子尺寸差導致的晶格畸變大，構型熵高，因此可能會形成原子級別應力，使其具有特殊性能，并且有可能突破目前已有材料的性能極限。高熵合金抗輻照材料的優(yōu)異表現(xiàn)為核材料提供了新的思路，對核能的發(fā)展起到了推動作用。
此外，航空航天領域也諝要抗輻照材料，在放射性環(huán)境中作業(yè)的設備等表面也需要抗輻照處理。低溫輻照還能降低材料的斷裂韌性。最典型的例子是體心立方材料在輻照下，韌脆性轉變溫度的升高。在輻照后，屈服應力增加而韌脆性轉變溫度升高這兩者之間的關系與已有的理論模型相一致。在此理論模型中，韌脆性轉變溫度，與溫度有強烈依賴關系的屈服應力和與溫度依賴關系不明顯的斷裂應力，這三者的變化關系與在輻照情況下這三者的變化趨勢一致。韌脆性轉變溫度一般利用切口試樣的沖擊實驗來獲得，隨后利用韌脆轉變溫度間接獲得材料的斷裂韌性。在實驗上材料的斷裂韌性可以通過材料上的尖銳裂紋來測得，尖銳裂紋區(qū)域更好是結構組件中具有代表性的應力-應變梯度區(qū)域。近年來，隨著彈塑性斷裂力學理論的發(fā)展，不少鐵基合金的斷裂韌性和溫度的關系已經被找出一些普遍的規(guī)律，陶瓷及金屬陶瓷材料的離子輻照損傷機理，兩者間的關系可通過樣品的尺寸參數(shù)進行歸一化。這種普遍的關系也適用于預測核材料斷裂韌性與溫度的關系，并且目前對于一些小尺度樣品的預測結果與實驗結果符合的很好。