2000℃高温高承载的Ta-W难熔合金

作者：张旭; 田谨; 薛敏涛; 江峰; 李苏植^*; 张博召; 丁俊; 李小平; 马恩; 丁向东; 孙军^*

来源：金属学报, 2022, 58(10): 1253-1260.

• Ta-W合金
• 压缩力学性能
• 高温强度

如何在保持高温优异力学性能的同时，还能兼顾优异的室温塑性和加工成型能力，一直是超高温难熔合金设计的难点。本工作设计并利用真空电弧熔炼制备了W含量(原子分数)分别为10%、20%、30%、40%和50%的Ta-W合金。这些合金形成了Ta和W均匀互溶的具有bcc结构的单相固溶体，其晶粒尺寸随着W含量的增加而减小。测试了Ta-W合金在室温(25℃)和高温(2000℃)下的压缩应力-应变曲线，结果表明，室温和高温下Ta-W合金的压缩强度均随着W含量的增加而提高，提高的幅度在W含量超过20%后趋于平缓。值得注意的是，Ta-W合金在2000℃下具有优异的高温强度，例如，Ta-20%W合金的屈服强度可达236 MPa，并同时具有超过40%的室温压缩应变和较好的(机)加工成型能力。现有理论模型较好地预测了合金室温和高温的压缩强度，其主要强化机制均为固溶强化。该合金体系有望作为新型超高温材料应用于航空航天的关键承载结构部件。

• 单位
  西安交通大学; 金属材料强度国家重点实验室