Re摻雜對改性鎢材料夏比衝擊性能的改善

研究表明K-氣泡的分散不能直接影響改性鎢材料在1000℃以下的夏比衝擊性能，儘管K-摻雜引起的晶粒細化對衝擊性能的改善是顯著的。在W-3%Re(H)和K摻雜的W-3%Re(H)板的情況下，Re摻雜的影響大致上包含了由溶質Re抑制晶界移動所造成的晶粒細化效應，以及由溶質Re造成的固溶體強化與軟化效應。

因此，由於Re摻雜導致的鎢的夏比衝擊性能的改善，可以歸因於晶粒細化和固溶體強化和軟化。因此，在1000℃以下，DBTT和USE有可能大致由晶粒大小和摻雜Re的影響決定。相反，W-3%Re(L)和W-3%Re-1%La2O3(L)板並不遵守這些關係。這可能是由於軋製中的變形率不足，無法獲得理想的晶粒基體（子晶粒和位元錯的數量密度和尺寸等）和晶界（強度和特徵等）。

至於DBTT以下的高變形軋製板，純W(H)板顯示了裂紋斷裂，而K摻雜的W(H)、W-3%Re(H)和K摻雜的W-3%Re(H)板在亞晶界顯示了晶間斷裂，相反，在DBTT以上的所有四種材料中都觀察到了亞晶界的晶間斷裂。根據Curry和Knott的報告，裂隙斷裂應力可以隨著晶粒細化而增加。因此，與純W相比，K摻雜的W、W-3%Re和K摻雜的W-3%Re中裂隙斷裂的抑制原因之一可能是晶粒細化。

根據這些沿L-S方向接收的材料的夏比衝擊試驗結果，如果軋製中的變形率足夠大，DBTT和USE通過K摻雜和Re摻雜得到了改善。相反，對於低變形的材料，沒有觀察到La2O3顆粒分散的明顯積極影響。然而，在軋製的板材和鍛壓的棒材中存在著晶粒結構的各向異性，這也可能導致夏比衝擊性能的各向異性。

例如，Rieth等和Reiser等報告了純W和W合金的軋製板和圓坯的夏比衝擊性能的各向異性。在他們的實驗中，一些材料沿L-S方向以外的方向顯示出明顯的低吸收能量。因此，對夏比衝擊性能各向異性的進一步評估被計畫作為未來的工作，以充分瞭解通過K摻雜、La₂O₃顆粒分散和Re摻雜改性的效果。

參考來源：Nogami S, Hasegawa A, Fukuda M, et al. Mechanical properties of tungsten: recent research on modified tungsten materials in Japan[J]. Journal of Nuclear Materials, 2021, 543: 152506.

• < 前一頁
• 下一個 >