纯钼金属高温塑性变形行为研究进展

稀有金属钼属战略性基础材料,具有熔点高、高温强度大、膨胀系数小、高温蠕变速率低和导电/导热性能好等优点,被广泛应用于航空航天、核工业、半导体照明、医疗、机械加工等重要工业领域,纯钼金属板材作为附加值高的深加工终端产品和冲压结构件原材料,更是被大量应用于高新技术领域.然而,由于钼本身具有变形温度高、低温塑性差、高温下氧化严重等一系列加工缺点,导致钼板轧制加工过程困难,经常出现各种缺陷和问题,如头部张嘴开裂、分层和边裂等,严重限制了其应用范围.因此,研究高纯钼金属塑性变形中的变形行为,并根据真应力-应变关系建立纯钼板材高温塑性变形的本构方程,探究工艺参数、变形行为及微观组织演变的相互关系可以为高性能、高纯钼粉末烧结材料的加工制备和应用提供理论和实践依据,进而提高我国粉末冶金钼产品在国际中的竞争力以及影响力.近年来,国内外学者一直借助热模拟试验机对纯钼高温变形行为和真应力-应变本构方程进行研究,通过在不同温度、应变速率下进行的热模拟压缩及拉伸实验得到的真应力-应变曲线及微观结构图,阐述了纯钼高温塑性变形在不同情况下的变形机制:在较低温度、高应变速率作用下,加工硬化起主要作用;在高温、低应变速率时,会发生流变软化现象,进而得到纯钼热加工最佳的温度范围及应变速率.另外,研究者根据热模拟实验所得到的真应力-应变的变化规律,采用包含考虑Zener-Hol omon参数的双曲正弦模型Arrhenius方程,建立了纯钼板高温塑性流变应力与变形温度和应变速率之间的本构方程.依据此本构方程计算出的纯钼板坯流变应力理论值与实际值的平均相对误差较小,表明所建立的本构方程对纯钼热成形加工工艺的制定具有一定的理论指导意义.本文综述了近年来国内外高纯钼金属塑性变形行为及其本构方程的研究进展,分别对粉末冶金纯钼高温热模拟压缩及拉伸的研究进展进行了介绍,分析了温度、应变速率、应变程度对纯钼高温塑性变形行为的影响,建立了纯钼高温热变形过程中的本构方程,并对今后研究方向进行了建设性的展望.