熔煉法製備鎳鎢合金複合基帶

目前,在高溫塗層超導體用的織構金屬基帶製備技術中,軋製輔助雙軸織構技術(RABiTS)是製備高溫塗層超導體用織構金屬基帶的一種主要方法。

目前,百米級的立方織構Ni-5at.%W合金基帶已被廣泛應用於第二代高溫塗層超導體的研究之中。隨著超導材料進一步廣泛應用的要求,Ni-5at.%W合金基帶的機械強度和磁性能已不能滿足高性能YBCO塗層導體的要求,而高鎢含量的鎳鎢合金層錯能較低,難以通過傳統的RABiTS技術獲得強立方織構。

熔煉法製備鎳鎢合金複合基帶圖片

為了提高Ni-5at.%W合金基帶機械強度,降低其鐵磁性,複合基帶的製備可以有效提高基帶的機械強度同時降低基帶整體的鐵磁性,是一種新型的設計思路。只是,目前複合基帶的製備工藝較為複雜,設備昂貴,不適合工業化生產。那又如何在控制成本的前提下,高效製備高性能層狀鎳鎢合金複合基帶呢?

為了實現上述目的,有學者採用採用熔煉法製備織構鎳鎢合金複合基帶,其包括以下步驟:

(1)複合坯錠的製備

將採用熔煉獲得的鎢原子百分含量為5%-7%的鎳鎢合金鑄錠加工成直徑為10mm的圓棒,然後將其表面的氧化皮打磨後作為複合坯錠的芯層材料,將採用熔煉獲得的鎢原子百分含量為10%的鎳鎢合金鑄錠加工成內徑為10mm、外徑為15mm的管材,將其表面的氧化皮打磨後作為複合坯錠的外層材料,然後將芯層圓棒插入外層管材中,經過一道次拉拔成型,其中道次變形量為30%-45%,最後將拉拔的坯料採用擴散退火獲得複合坯錠,擴散退火工藝為800℃保溫30-40min;

(2)複合坯錠的冷軋及再結晶熱處理

將步驟(1)得到的複合坯錠進行大變形量冷軋至厚度為60-120μm,然後將冷軋帶材兩邊各切掉3-3.5mm寬,最後將冷軋複合基帶在氫氣中進行再結晶熱處理得到高強度、低磁性立方織構的鎳鎢合金複合基帶,其中再結晶熱處理工藝為1080-1120℃保溫30min。

織構鎳鎢合金複合基帶的內外層初始坯錠均採用熔煉法製備,採用拉拔成型來獲得鎳鎢複合坯錠,效率高,成本低廉,拉拔後採用擴散退火使內外層元素進行互擴散在介面處形成冶金結合,使複合坯錠介面結合強度更高,完全適應了低成本、高品質的工業生產要求。

 

 

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