[发明专利]一种W-Mo-Re-HfC合金材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种W‑Mo‑Re‑HfC合金材料，由以下质量百分数的原料制成：钼10～30％，铼1～25％，碳化铪0.2～10％，余量为钨和不可避免的杂质。本发明还提供了一种W‑Mo‑Re‑HfC合金材料的制备方法，该方法为：一、将钼粉、铼粉、碳化铪粉和钨粉球磨混合均匀，氢气还原后粉碎过筛，得到混合粉末；二、将混合粉末置于真空热压烧结炉中进行烧结，随后随炉冷却后得到W‑Mo‑Re‑HfC合金材料。本发明工艺流程简单，所制备的合金材料氧含量低，微观组织均匀，基体由W、Mo、Re固溶体相组成，塑性良好，亚微米级及纳米级HfC相均匀分布在基体中，使合金材料不但塑性优异，同时具备了良好的室温及高温强度。

技术领域

本发明属于合金材料制备技术领域，具体涉及一种W-Mo-Re-HfC合金材料及其制备方法。

背景技术

钨铼合金由于具有极高的熔点及优异的室温及高温力学性能，在超高温结构材料、核工业、航空航天、军事装备、电子工业等领域有着广泛应用。铼的添加可以明显改善钨合金的力学性能，提高其再结晶温度，但当铼含量较低时，钨铼合金的铼效应并不明显，特别是其韧脆转变温度在室温以上，因此，在室温下呈现脆性。但随着相关领域的发展，对W-Re合金的高温性能提出了更高要求，目前，传统W-Re合金的性能已不能满足使用要求，因此急需改善合金的塑性及加工性能，改善合金的高温力学性能和抗烧蚀性能，解决传统的钨铼合金已不能满足超高温度下的使用要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种W-Mo-Re-HfC合金材料。该W-Mo-Re-HfC合金材料将金属钼引入钨铼合金，可以降低钨铼合金的烧结温度同时降低其韧脆转变温度，使其室温下的加工性能更好，将HfC引入，可以提高钨铼合金的高温强度，保持同等水平高温性能的同时可降低铼含量，使钨铼合金的使用成本大大降低。该W-Mo-Re-HfC合金材料的室温断裂韧度为28.3MPa m^1/2～45.5MPa m^1/2，25℃室温的压缩强度为1784MPa～2785MPa，压缩应变为5％～35％，1300℃的压缩强度为560MPa～714MPa，具有优异的室温和高温力学性能，并且满足2000℃以上超高温的环境的使用要求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种W-Mo-Re-HfC合金材料，其特征在于，由以下质量百分数的原料制成：Mo 10％～30％，Re 1％～25％，HfC 0.2％～10％，余量为W和不可避免的杂质。

上述的一种W-Mo-Re-HfC合金材料，其特征在于，由以下质量百分数的原料制成：Mo 14％～16％，Re 18％～22％，HfC 0.5～1.5％，余量为W和不可避免的杂质。

上述的一种W-Mo-Re-HfC合金材料，其特征在于，由以下质量百分数的原料制成：Mo 15％，Re 20％，HfC1％，余量为W和不可避免的杂质。

另外，本发明还公开了上述W-Mo-Re-HfC合金材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将钼粉、铼粉、碳化铪粉和钨粉均置于球磨机中混合均匀后，得到复合粉末；

步骤二、对步骤一中所述复合粉末在氢气气氛中进行还原反应去除混料过程中吸附的氧气，然后破碎过筛；

步骤三、将步骤二中破碎过筛后的复合粉末在真空度不大于1×10^-2Pa，温度为1800℃～2000℃，压力为30MPa～50MPa条件下进行1h～2h的烧结，随后随炉冷却得到W-Mo-Re-HfC合金材料。