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大城有關(guān)防腐螺旋鋼管加工的更高熔點
點擊次數(shù)：264 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(jīng)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(jié)果表明：A含量高的涂層在氧化初期質(zhì)量迅速增加，但隨時間延長，質(zhì)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(nèi)；在恒溫氧化時較高的A儲存量能及時修復(fù)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(yīng)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(yīng)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(jié)構(gòu)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(jié)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(jié)構(gòu)高熵合金與CoCrCuFeN面心立方結(jié)構(gòu)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(jīng)過500℃高溫輻照后，主體相結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)上的更大特征是由于原子尺寸差導致的晶格畸變大，構(gòu)型熵高，因此可能會形成原子級別應(yīng)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(lǐng)域也諝要抗輻照材料，在放射性環(huán)境中作業(yè)的設(shè)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(zhuǎn)變溫度的升高。在輻照后，屈服應(yīng)力增加而韌脆性轉(zhuǎn)變溫度升高這兩者之間的關(guān)系與已有的理論模型相一致。在此理論模型中，韌脆性轉(zhuǎn)變溫度，與溫度有強烈依賴關(guān)系的屈服應(yīng)力和與溫度依賴關(guān)系不明顯的斷裂應(yīng)力，這三者的變化關(guān)系與在輻照情況下這三者的變化趨勢一致。韌脆性轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)組件中具有代表性的應(yīng)力-應(yīng)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(guān)系已經(jīng)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(guān)系可通過樣品的尺寸參數(shù)進行歸一化。這種普遍的關(guān)系也適用于預(yù)測核材料斷裂韌性與溫度的關(guān)系，并且目前對于一些小尺度樣品的預(yù)測結(jié)果與實驗結(jié)果符合的很好。