引言

鉭屬于難熔金屬，其熔點僅次于鎢，這增加了鉭及鉭合金制備的難度。因此，制備經濟且性能優良并適用于所需領域的鉭合金具有重要的意義。目前，制備鉭棒、鉭板(ban)、鉭絲等鉭合金的(de)方(fang)法(fa)主要是(shi)粉末(mo)冶金法(fa)和電子束熔煉法(fa)。粉末(mo)冶金法(fa)可以制備(bei)形狀尺寸要求較高、較復雜的(de)零件，并且材料無擇優取向，可以直接制備(bei)成(cheng)凈成(cheng)形的(de)產品[1]，節省了原材料。

粉末冶金(jin)法(fa)生產的材料晶粒細小(xiao)，強度高但塑性較(jiao)差，而且雜質較(jiao)多，這也是粉末冶金(jin)法(fa)不可避(bi)免的弊(bi)端。

電(dian)(dian)子束熔煉法(fa)可(ke)以制備雜質含(han)量少致密度(du)較高(gao)且塑(su)性(xing)(xing)好的(de)鉭合金，但其(qi)晶(jing)粒尺寸較大，對材(cai)料(liao)力(li)學(xue)性(xing)(xing)能不利[2]， 一(yi)般需要進行后續的(de)退火(huo)(huo)、冷(leng)(leng)軋和再結晶(jing)退火(huo)(huo)等處理，以細化晶(jing)粒。采用電(dian)(dian)子束熔煉法(fa)制備的(de)鉭鎢合金可(ke)以在室(shi)溫下進行冷(leng)(leng)軋加(jia)工，其(qi)變形量可(ke)達(da)97％。

鉭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)是(shi)體(ti)(ti)心立方結(jie)構(gou)(gou)，高熔點，是(shi)稀有(you)金(jin)屬，具(ju)有(you)優(you)良(liang)的(de)(de)延展性(xing)和耐腐蝕性(xing)能(neng)(neng)(neng)。在純(chun)(chun)鉭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)中加入合(he)金(jin)元(yuan)(yuan)素可提(ti)高其(qi)力學(xue)性(xing)能(neng)(neng)(neng)，主要是(shi)提(ti)高鉭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度。目前(qian)(qian)常用的(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)合(he)金(jin)元(yuan)(yuan)素主要有(you)O、N、C、Si、W、Nb和Ｙ等(deng)(deng)[3]。強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)原(yuan)理(li)主要為固(gu)溶(rong)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)、彌散強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)及(ji)細(xi)晶強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)。鉭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)合(he)金(jin)尤(you)其(qi)是(shi)應用廣泛(fan)的(de)(de)鉭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)鎢(wu)合(he)金(jin)能(neng)(neng)(neng)在保留純(chun)(chun)鉭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)優(you)良(liang)塑性(xing)的(de)(de)同時(shi)具(ju)有(you)高強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度。研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)較多的(de)(de)鉭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)合(he)金(jin)體(ti)(ti)系有(you)Ta-W、Ta-Ｖ、Ta-Hf和Ta-W-Hf、Ta-W-Hf-Ｒｅ等(deng)(deng)[4]。由于鉭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)、鎢(wu)兩種原(yuan)子結(jie)構(gou)(gou)相近(jin)，可以形成替代式連續固(gu)溶(rong)體(ti)(ti)[5]，固(gu)溶(rong)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)后的(de)(de)鉭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)鎢(wu)合(he)金(jin)具(ju)有(you)一(yi)系列優(you)異的(de)(de)力學(xue)性(xing)能(neng)(neng)(neng)，如高密度、高強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度和良(liang)好的(de)(de)室溫(wen)塑性(xing)等(deng)(deng)。應用和研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)較多的(de)(de)鉭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)鎢(wu)合(he)金(jin)有(you)Ta-2.5W、Ta-10W、Ta-12W、Ta-8W-2Hf等(deng)(deng)。鉭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)鎢(wu)合(he)金(jin)作為一(yi)種重要的(de)(de)結(jie)構(gou)(gou)功(gong)能(neng)(neng)(neng)材(cai)料，在高溫(wen)下也具(ju)有(you)高強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度，故(gu)廣泛(fan)應用于高溫(wen)環境，如高溫(wen)航(hang)天結(jie)構(gou)(gou)件(jian)、高溫(wen)真空爐元(yuan)(yuan)件(jian)和高能(neng)(neng)(neng)加速器中的(de)(de)靶材(cai)等(deng)(deng)[6]。目前(qian)(qian)，鉭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)鎢(wu)合(he)金(jin)高溫(wen)性(xing)能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)備受關注，其(qi)高溫(wen)拉伸性(xing)能(neng)(neng)(neng)早(zao)在20世紀末已有(you)大(da)量(liang)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)。

1、鉭及鉭合金的制備方法

1.1粉末冶金法

粉(fen)末冶金(jin)法的壓制和燒(shao)結過(guo)(guo)程(cheng)對(dui)產品的最終性能有決定性的影(ying)響。影(ying)響燒(shao)結過(guo)(guo)程(cheng)的因素(su)有多(duo)種，其中致密(mi)度及孔隙率對(dui)材料的最終性能具有最直接(jie)的影(ying)響。而(er)粉(fen)末冶金(jin)法的研究也致力于提高鉭合金(jin)的致密(mi)度，從而(er)改善合金(jin)的燒(shao)結性能。

金(jin)屬(shu)鉭和(he)氧(yang)化鉭因為(wei)介電(dian)常數大(da)、性能穩定和(he)純(chun)度高而被廣泛用于電(dian)容器(qi)材料。電(dian)容器(qi)外殼加工(gong)需要深沖，而深沖過程(cheng)中經常會出現斷裂現象，國內尚缺乏(fa)技術(shu)生(sheng)產(chan)(chan)。分析(xi)發(fa)現，產(chan)(chan)生(sheng)的原因是晶粒(li)粗大(da)所致，而粉末(mo)(mo)冶金(jin)法則可避免這一缺點，可生(sheng)產(chan)(chan)晶粒(li)細(xi)小的鉭材。近年來，研發(fa)出了(le)很多新(xin)的粉末(mo)(mo)冶金(jin)設備(bei)和(he)方法，常用的鉭及鉭合金(jin)的燒(shao)(shao)(shao)結(jie)工(gong)藝有熱(re)壓(ya)燒(shao)(shao)(shao)結(jie)、放電(dian)等離子燒(shao)(shao)(shao)結(jie)和(he)熱(re)等靜壓(ya)燒(shao)(shao)(shao)結(jie)等。

上(shang)世紀就已對粉末冶(ye)金法進(jin)行研究，如美國(guo)洛斯(si)阿洛莫斯(si)國(guo)家實驗室研究了3種鉭粉致密(mi)化工藝，即冷等靜(jing)壓(ya)燒結(jie)(jie)、熱等靜(jing)壓(ya)燒結(jie)(jie)和低壓(ya)等離(li)子(zi)體噴(pen)鍍(du)，并將這些(xie)方法與傳統鑄鍛工藝進(jin)行比較。

早期李晉堯[7]研究了傳統的熱(re)壓(ya)燒結(jie)，燒結(jie)溫度(du)(du)為(wei)1600～2100℃時，用細粉(fen)燒制的鉭(tan)塊的抗壓(ya)強(qiang)度(du)(du)優于(yu)同等條件下粗粉(fen)燒制的。而在2100℃燒結(jie)時，原始粉(fen)末(mo)的粒度(du)(du)對鉭(tan)塊性能的影(ying)響不明顯。

SPS燒(shao)(shao)結(jie)(jie)是(shi)一(yi)種能在較(jiao)低溫(wen)度(du)短(duan)時(shi)間內燒(shao)(shao)結(jie)(jie)出致密材(cai)料的(de)(de)(de)新工藝。與(yu)傳統的(de)(de)(de)燒(shao)(shao)結(jie)(jie)方法(fa)(fa)相比，SPS燒(shao)(shao)結(jie)(jie)得到(dao)的(de)(de)(de)鉭(tan)(tan)金屬減少了原始樣(yang)品的(de)(de)(de)織構(gou)，而(er)傳統的(de)(de)(de)熱(re)壓(ya)燒(shao)(shao)結(jie)(jie)方法(fa)(fa)[111]方向(xiang)的(de)(de)(de)織構(gou)在低溫(wen)下非(fei)常(chang)明顯[8]。同時(shi)SPS燒(shao)(shao)結(jie)(jie)的(de)(de)(de)試樣(yang)顯微硬度(du)較(jiao)傳統燒(shao)(shao)結(jie)(jie)的(de)(de)(de)高。而(er)試樣(yang)的(de)(de)(de)殘余應力則與(yu)燒(shao)(shao)結(jie)(jie)方法(fa)(fa)無關，只(zhi)取決(jue)于燒(shao)(shao)結(jie)(jie)溫(wen)度(du)。采用(yong)垂熔(rong)燒(shao)(shao)結(jie)(jie)、鍛壓(ya)、真空(kong)退火、軋(ya)制(zhi)和(he)退火等一(yi)系列工序可得到(dao)抗(kang)拉強(qiang)(qiang)度(du)為330MPa、斷后伸長率為30％左(zuo)右，綜合性(xing)能較(jiao)優(you)異的(de)(de)(de)鉭(tan)(tan)板[9]。賓夕法(fa)(fa)尼亞大(da)學的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)人員采用(yong)場輔助(zhu)燒(shao)(shao)結(jie)(jie)鉭(tan)(tan)及鉭(tan)(tan)鎢(wu)合金，燒(shao)(shao)結(jie)(jie)溫(wen)度(du)達(da)到(dao)2000℃，得到(dao)的(de)(de)(de)純鉭(tan)(tan)的(de)(de)(de)室溫(wen)抗(kang)彎強(qiang)(qiang)度(du)為354.83MPa，Ta-10W的(de)(de)(de)抗(kang)彎強(qiang)(qiang)度(du)為786.14MPa[10]。

熱等(deng)靜(jing)(jing)壓法可對(dui)粉(fen)末(mo)均(jun)勻施(shi)壓，能在較低的(de)(de)溫(wen)度(du)(du)使之具有很高(gao)的(de)(de)致密(mi)度(du)(du)，并且制(zhi)得(de)(de)的(de)(de)產品晶(jing)粒細小。張(zhang)小明等(deng)[11]采(cai)(cai)用熱等(deng)靜(jing)(jing)壓工藝(yi)制(zhi)備了Ta-W-Hf系(xi)合(he)金(jin)(jin)(jin)，采(cai)(cai)用預合(he)金(jin)(jin)(jin)粉(fen)末(mo)即電子束熔煉破碎后(hou)的(de)(de)粉(fen)末(mo)進行冷(leng)等(deng)靜(jing)(jing)壓成(cheng)形，1300～1500℃熱等(deng)靜(jing)(jing)壓致密(mi)燒(shao)結(jie)，然后(hou)進行2200℃高(gao)溫(wen)退火(huo)得(de)(de)到鉭合(he)金(jin)(jin)(jin)。該合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)屈(qu)服強度(du)(du)和抗拉強度(du)(du)均(jun)能達到1200MPa。此外發現，退火(huo)溫(wen)度(du)(du)越(yue)高(gao)，材料(liao)的(de)(de)塑(su)性(xing)越(yue)好。經(jing)過高(gao)溫(wen)處理(li)后(hou)，塑(su)性(xing)提(ti)高(gao)了2倍(bei)。

1.2電子束熔煉法

電子束熔煉制備的鉭鑄錠成分均勻，雜質少，純度高，室溫加工塑性好，密度接近理論密度17ｇ/cｍ³。該方法適用(yong)(yong)于對形狀(zhuang)、尺寸要求(qiu)不高的(de)(de)產品(pin)，主要用(yong)(yong)于制備(bei)棒(bang)材、板(ban)(ban)(ban)材和管(guan)材等的(de)(de)鑄錠(ding)。以鉭板(ban)(ban)(ban)為例，采用(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)子束(shu)熔(rong)煉法加軋(ya)(ya)制制備(bei)鉭鎢(wu)合金板(ban)(ban)(ban)材的(de)(de)工藝為[12]：配(pei)料(liao)→混料(liao)→靜壓成型→預結→一(yi)次電(dian)(dian)(dian)子束(shu)轟擊(ji)熔(rong)煉→二次電(dian)(dian)(dian)子束(shu)轟擊(ji)熔(rong)煉→車錠(ding)→熱擠開坯→中(zhong)間退(tui)(tui)火→熱鍛熱軋(ya)(ya)→中(zhong)間退(tui)(tui)火→冷軋(ya)(ya)→真空(kong)退(tui)(tui)火→冷軋(ya)(ya)→鉭合金板(ban)(ban)(ban)材。

2、鉭及鉭合金的性能

2.1力學性能

根據載荷的狀態不同，可將力學(xue)性(xing)能(neng)分為靜態力學(xue)性(xing)能(neng)和動態力學(xue)性(xing)能(neng)。

靜(jing)態力學(xue)性(xing)(xing)能(neng)：純鉭(tan)的塑性(xing)(xing)極佳，但(dan)其屈服強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)只(zhi)有150MPa左右[13]。合(he)(he)金(jin)化是(shi)提高(gao)鉭(tan)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)最(zui)有效(xiao)且簡便的方(fang)法，在鉭(tan)中加入少量(liang)的合(he)(he)金(jin)元素形成固溶體即可強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化合(he)(he)金(jin)性(xing)(xing)能(neng)。Ta-W合(he)(he)金(jin)在工業(ye)上應用(yong)發展較快，其原因是(shi)：鎢較便宜；鎢與鉭(tan)固溶能(neng)有效(xiao)提高(gao)鉭(tan)的性(xing)(xing)能(neng)；鎢元素電子束熔煉時基本不揮發。表(biao)1為鉭(tan)及鉭(tan)鎢合(he)(he)金(jin)的室溫(wen)力學(xue)性(xing)(xing)能(neng)。圖1為鉭(tan)及鉭(tan)合(he)(he)金(jin)的室溫(wen)拉(la)伸(shen)性(xing)(xing)能(neng)。可見，隨著W含量(liang)的增加，鉭(tan)鎢合(he)(he)金(jin)的拉(la)伸(shen)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)和抗彎強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)均(jun)有增加，但(dan)塑性(xing)(xing)下降。

鉭合(he)金主要(yao)在高溫(wen)條件下應用，所(suo)以對其高溫(wen)力(li)學性能的(de)研究較多。張廷杰等[16]研究了Ta-12W合(he)金再結(jie)晶(jing)板從室溫(wen)到1600℃高溫(wen)的(de)拉(la)伸性能（如圖2所(suo)示(shi)），其斷裂強度(du)和屈服強度(du)均隨溫(wen)度(du)的(de)升高而降低，斷口形貌在400℃時出現典型的(de)韌窩斷口，800℃為(wei)韌窩加沿晶(jing)混(hun)合(he)斷口，1000℃出現晶(jing)界滑動(dong)痕(hen)跡，1400℃又出現較深的(de)韌窩。

在高溫拉伸過程(cheng)中，鉭(tan)鎢合金的抗拉強度、屈(qu)服強度和彈性模量均(jun)下降，而斷后伸長率(lv)和斷面收縮率(lv)則上升(sheng)。

吳孟海(hai)等[17]研究(jiu)了鉭的(de)(de)(de)1000～2000℃高溫拉(la)伸性(xing)能(neng)（如圖3所示(shi)）及塑性(xing)變形機(ji)(ji)(ji)制(zhi)，發現，隨著溫度的(de)(de)(de)升高，Ta-10W合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)抗拉(la)強度下降，其塑性(xing)變形機(ji)(ji)(ji)制(zhi)由(you)以滑移為主的(de)(de)(de)變形機(ji)(ji)(ji)制(zhi)向以晶界滑動(dong)和(he)轉(zhuan)動(dong)為主的(de)(de)(de)變形機(ji)(ji)(ji)制(zhi)轉(zhuan)變。動(dong)態(tai)力(li)(li)學性(xing)能(neng)：鉭鎢(wu)合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)力(li)(li)學性(xing)能(neng)受微量雜質含(han)量和(he)結晶結構等內在因(yin)素的(de)(de)(de)影(ying)響，對溫度及應變率(lv)的(de)(de)(de)變化比(bi)較敏感[18]，因(yin)此研究(jiu)鉭合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)動(dong)態(tai)力(li)(li)學性(xing)能(neng)具有(you)重要的(de)(de)(de)意(yi)義(yi)。鉭及鉭合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)動(dong)態(tai)力(li)(li)學性(xing)能(neng)從(cong)上世(shi)紀50年代就得到(dao)了國外研究(jiu)者的(de)(de)(de)關注。

張萬甲(jia)[19]研究了用平板撞擊Ta、Ta-0.5W和Ta-12W合金(jin)過程中，顯微組織(zhi)和W含量對鉭合金(jin)動態裂紋(wen)萌生(sheng)的影響。

試驗證明，鎢含量的增加會促進缺陷的形核和長大。Nｅｍａｔ-Nａｓｓｅｒ等[20]進行了Ta和Ta-2.5W合金在23～727℃、應變速率為10^-4/s～3000/s的動態壓縮試驗，結果顯(xian)示，W元素的添加可以增大流變應(ying)力(li)，但是(shi)流變應(ying)力(li)對溫度(du)和應(ying)變速(su)率的敏感性減弱。

圖4為Ta和Ta-10W合金在10^-3/s和10³/s應(ying)變率下的壓(ya)縮(suo)應(ying)力應(ying)變曲線。

白潤等[21]在-50～700℃和應變速率10^-4～10³/s范(fan)圍內，采(cai)用(yong)材料(liao)試(shi)驗機（ＭＴＳ）及分(fen)離式霍(huo)普金(jin)森壓桿分(fen)別對退火態Ta-10W合(he)金(jin)進(jin)行了準靜態和(he)(he)動(dong)態壓縮試(shi)驗。結果表明：合(he)金(jin)的(de)(de)(de)屈(qu)服(fu)應(ying)(ying)(ying)力(li)和(he)(he)流動(dong)應(ying)(ying)(ying)力(li)都隨應(ying)(ying)(ying)速率(lv)的(de)(de)(de)增加而增加，隨溫(wen)度的(de)(de)(de)升(sheng)高而減小，表現出(chu)明顯的(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)變速率(lv)強化效應(ying)(ying)(ying)和(he)(he)溫(wen)度軟化效應(ying)(ying)(ying)。利(li)用(yong)所測得的(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)應(ying)(ying)(ying)變曲線擬合(he)了ＪOｈNｓON-COOｋ本構方程。ＪC模(mo)型[22]是一(yi)個與應(ying)(ying)(ying)變速率(lv)和(he)(he)溫(wen)度相關的(de)(de)(de)經驗型的(de)(de)(de)黏塑性模(mo)型，于1983年首(shou)次提出(chu)。

該模型適用于大(da)(da)多數金屬材料在高(gao)應(ying)變速率、大(da)(da)應(ying)變以(yi)及(ji)不(bu)同環境溫度下的(de)力學性能描述(shu)。

此外，材料(liao)在低溫及高(gao)應變(bian)速率下表現出(chu)更(geng)大的應變(bian)速率敏感性。

張廷杰等[23]用輕氣泡加載和沖擊波測量技術測量了Ta和Ta-W合金在10⁴/s～10⁶/s的(de)(de)高(gao)應變(bian)(bian)(bian)率(lv)下的(de)(de)形變(bian)(bian)(bian)行為(wei)，得(de)出了在沖擊載荷的(de)(de)高(gao)應變(bian)(bian)(bian)率(lv)下，加工硬化速率(lv)提升，屈服應力顯(xian)著提高(gao)，并發(fa)現鉭(tan)及鉭(tan)鎢(wu)合金的(de)(de)動態(tai)塑性變(bian)(bian)(bian)形方式為(wei)孿生。

2.2化學性能

鉭(tan)(tan)及鉭(tan)(tan)鎢合金的耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)優(you)異。鉭(tan)(tan)與間隙式原子(zi)如C、Ｈ、O、N具有(you)(you)極(ji)高(gao)的親和力(li)，與它們形成(cheng)的化合物(wu)在高(gao)溫下也非常穩定。金屬鉭(tan)(tan)表面有(you)(you)一層能(neng)夠吸附(fu)氧(yang)的TaO鈍化層，這層致密的氧(yang)化物(wu)質使(shi)鉭(tan)(tan)具有(you)(you)極(ji)佳的耐(nai)(nai)水溶性(xing)(xing)和耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)，只(zhi)有(you)(you)Hf、發(fa)煙(yan)硫酸和苛性(xing)(xing)堿才能(neng)對其(qi)腐(fu)蝕(shi)[24]。

鉭(tan)放入200℃的(de)(de)硫(liu)酸(suan)中浸(jin)泡(pao)一年，表層(ceng)僅損傷0.006mm[25]，但鉭(tan)的(de)(de)抗氧化性能較差，在200℃以上的(de)(de)溫度極(ji)易氧化，因此對鉭(tan)及其合金(jin)的(de)(de)抗氧化涂層(ceng)的(de)(de)研究較多。

3、鉭及鉭合金的冷加工

鉭及鉭合金的冷(leng)加(jia)工方(fang)式主(zhu)要為軋制(zhi)(zhi)。軋制(zhi)(zhi)過程包(bao)括軋制(zhi)(zhi)時變(bian)形量的控(kong)制(zhi)(zhi)、變(bian)形方(fang)式的選擇以及軋制(zhi)(zhi)后的再(zai)結晶退火。

3.1變形量

變形(xing)(xing)量(liang)(liang)分為單(dan)(dan)道(dao)次變形(xing)(xing)量(liang)(liang)和總(zong)變形(xing)(xing)量(liang)(liang)。鉭(tan)鎢合金(jin)的(de)(de)單(dan)(dan)道(dao)次變形(xing)(xing)量(liang)(liang)通常控制在5％～20％。對(dui)于(yu)總(zong)的(de)(de)變形(xing)(xing)量(liang)(liang)，一般(ban)情況下形(xing)(xing)變量(liang)(liang)越大(da)晶粒(li)拉(la)長(chang)越嚴重，形(xing)(xing)變儲能越大(da)，驅動力越大(da)，再(zai)結晶溫度越低，再(zai)結晶后更容(rong)易形(xing)(xing)成細小的(de)(de)等軸晶粒(li)。

隨著形(xing)變量的增(zeng)大，材料中逐漸出現(xian)(xian)微帶，且(qie)其數量增(zeng)多。Ta-2.5W合金(jin)的微帶的慣習面為｛111｝面。當變形(xing)量超過40％時，出現(xian)(xian)剪(jian)切帶[26]。

3.2變形方式

常見(jian)的(de)變形方式有(you)單(dan)向軋(ya)制和交(jiao)叉軋(ya)制。以常用的(de)鉭鎢合(he)金(jin)為例，單(dan)向軋(ya)制后，鉭鎢合(he)金(jin)中會形成典型(xing)的(de)α和γ織構[27]。

交(jiao)叉軋制是以一定的(de)(de)(de)旋轉角，如90°、135°、180°，改變每次的(de)(de)(de)軋制方向，具有細化(hua)晶粒和(he)弱(ruo)化(hua)織構的(de)(de)(de)作用。

因(yin)此，不同的(de)加工方法(fa)對(dui)鉭(tan)合金的(de)力(li)(li)學(xue)性(xing)能有不同的(de)影(ying)響。郭磊(lei)等[28]研(yan)究了單向軋制(zhi)(zhi)和90°交(jiao)叉(cha)軋制(zhi)(zhi)后鉭(tan)板(ban)的(de)性(xing)能，發現(xian)，一次交(jiao)叉(cha)軋制(zhi)(zhi)即可(ke)細(xi)化晶粒且(qie)有效減少材料的(de)各向異性(xing)，軋制(zhi)(zhi)方式(shi)對(dui)鉭(tan)板(ban)力(li)(li)學(xue)性(xing)能的(de)影(ying)響見表2。

軋(ya)(ya)制方式對鉭板的(de)性能和織(zhi)構的(de)影響(xiang)中(zhong)，周向(xiang)軋(ya)(ya)制對材料的(de)織(zhi)構弱化作用更為顯著，可使材料獲得更加均勻的(de)退火態(tai)組織(zhi)，如圖5所示。

3.3退火(huo)的(de)溫度(du)和時(shi)間

溫(wen)(wen)度(du)是發生再(zai)(zai)結(jie)晶的(de)前提，升高溫(wen)(wen)度(du)可(ke)促進再(zai)(zai)結(jie)晶的(de)過程，加速織(zhi)構轉變(bian)。但是溫(wen)(wen)度(du)越高，晶粒越容易長(chang)大。不同的(de)材料(liao)形變(bian)量不同。采用不同方法制(zhi)備的(de)同種材料(liao)，退火(huo)溫(wen)(wen)度(du)均有差異。

采用(yong)粉末冶(ye)金法制(zhi)備(bei)的鉭錠的退火溫度(du)要高于(yu)電子束熔煉(lian)法制(zhi)備(bei)的鉭錠。

王暉等[30]對Ta-12W合金(jin)進行(xing)了退(tui)火(huo)處(chu)理，并(bing)研究(jiu)了合金(jin)的(de)(de)(de)退(tui)火(huo)工藝對室溫拉伸性能(neng)的(de)(de)(de)影響(xiang)，結果表明，采用電子束熔煉法制(zhi)備的(de)(de)(de)Ta-12W合金(jin)板材的(de)(de)(de)最佳退(tui)火(huo)溫度(du)為(wei)1400～1430℃，經此溫度(du)退(tui)火(huo)的(de)(de)(de)板材的(de)(de)(de)抗拉強度(du)達600MPa以上，并(bing)且具有較佳的(de)(de)(de)低溫塑性。

此外，退火能促進組(zu)織(zhi)均(jun)勻化(hua)：冷軋鉭材經950℃退火很難消除變形(xing)帶，1100℃退火60ｍin，再結(jie)晶(jing)過程基本完成，且晶(jing)粒細小、組(zu)織(zhi)均(jun)勻；退火溫度超過1200℃時(shi)，再結(jie)晶(jing)迅速完成，晶(jing)粒開始長大，｛100｝織(zhi)構(gou)(gou)減弱，｛111｝織(zhi)構(gou)(gou)略(lve)微增強[31]。

ＦａN等[32]研究了(le)高溫(wen)短(duan)時退火(huo)及(ji)低溫(wen)長(chang)時間(jian)退火(huo)對(dui)鉭板(ban)再結(jie)晶織(zhi)(zhi)構的影(ying)(ying)響(xiang)，發現，退火(huo)溫(wen)度不僅影(ying)(ying)響(xiang)再結(jie)晶織(zhi)(zhi)構的類型，還對(dui)晶粒的形(xing)(xing)狀有(you)很大影(ying)(ying)響(xiang)。高溫(wen)短(duan)時退火(huo)會使變形(xing)(xing)拉長(chang)的晶粒的伸長(chang)方向(xiang)不再單(dan)一，而低溫(wen)長(chang)時間(jian)退火(huo)的則(ze)晶粒方向(xiang)性較強(qiang)，尤其｛111｝晶粒更為明(ming)顯。

4、結束語

鉭及其合金(jin)作為重要的結構材料(liao)和功能材料(liao)，在高溫領域應(ying)用廣泛。

鉭(tan)(tan)鎢合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)具(ju)有(you)高(gao)熔點、高(gao)熱強性(xing)和(he)(he)良好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)加工(gong)性(xing)能(neng)(neng)，是航天飛行器關鍵部(bu)件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要結構材(cai)料，其中對Ta-2.5W、Ta-10W及Ta-12W等高(gao)鎢鉭(tan)(tan)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究較多。在制備(bei)工(gong)藝方(fang)(fang)(fang)面，對于精(jing)密的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉭(tan)(tan)及其合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)零件，粉末(mo)冶金(jin)(jin)(jin)法是當前比較有(you)效的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)(fang)法，可(ke)制備(bei)近成形零件。對于簡單形狀的(de)(de)(de)(de)(de)(de)零件，宜采用(yong)電(dian)子(zi)束熔煉法制備(bei)，材(cai)料雜質少，冷加工(gong)性(xing)能(neng)(neng)優良，應用(yong)更(geng)廣泛。在性(xing)能(neng)(neng)方(fang)(fang)(fang)面，有(you)人(ren)研究了(le)鉭(tan)(tan)及鉭(tan)(tan)鎢合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)靜(jing)態力(li)學性(xing)能(neng)(neng)，可(ke)為(wei)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)加工(gong)和(he)(he)使(shi)用(yong)提供(gong)參(can)考；在準(zhun)靜(jing)態和(he)(he)動態性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)(fang)面，有(you)人(ren)研究了(le)鉭(tan)(tan)及鉭(tan)(tan)鎢合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)流動應力(li)對溫度和(he)(he)應變(bian)速率的(de)(de)(de)(de)(de)(de)敏(min)感度，可(ke)為(wei)在極端條件下服役的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉭(tan)(tan)及其合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)提供(gong)參(can)考。鉭(tan)(tan)及其合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)優異的(de)(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)學性(xing)能(neng)(neng)使(shi)得其在電(dian)容器和(he)(he)濺射靶材(cai)等電(dian)子(zi)行業(ye)發(fa)揮了(le)重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)。

不(bu)斷開(kai)發更經濟、性(xing)能更優良(liang)的(de)鉭合金(jin)也是研究者追求的(de)目標。未來需(xu)對相對成(cheng)熟的(de)鉭鎢合金(jin)、鉭氧合金(jin)和(he)鉭鉿合金(jin)等進行成(cheng)分和(he)制備工藝的(de)改進，以(yi)制備出(chu)性(xing)能更加優異的(de)鉭合金(jin)。

參考文獻

[1]閆曉東(dong)，李林，李德(de)富，等.Ta-2.5W合金(jin)再結晶(jing)退(tui)火工藝的研究[Ｊ].稀有金(jin)屬，2005（4）：517-520.

[2]魏(wei)忠梅，楊明(ming)杰(jie)，李麥海.冷壓軋制工(gong)藝對(dui)鉭板組織與性(xing)能的影響[Ｊ].稀(xi)有金(jin)屬(shu)與硬質合金(jin)，2000（3）：14-17.

[3]ＫＵＭＡＲＰ，ＭOＳＨＥＩＭCＥ.ＥｆｆｅCｔOｆｉNｔｅｒｍｅTaｌｌｉCCOｍｐOｕNｄｓONｔｈｅｐｒOｐｅｒｔｉｅｓOｆTaNTaｌｕｍ[Ｊ].ＩNｔｅｒNａｔｉONａｌＪOｕｒNａｌOｆＲｅｆｒａCｔOｒｙＭｅTaｌｓ＆ＨａｒｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，1993，322（1）：35-40.

[4]胡忠武，李中奎，張(zhang)廷杰，等.鉭(tan)及鉭(tan)合金的(de)新發展和應(ying)用[Ｊ].稀有金屬與硬質合金，2003（3）：34-36；48.

[5]許(xu)(xu)菱，許(xu)(xu)孫曲.鉭和鉭合金(jin)的新用途[Ｊ].中國材(cai)料(liao)進展，2000（11）：12-13.

[6]黃金(jin)昌.鉭及其(qi)合金(jin)的一些應用[Ｊ].中國材料進展，1996（4）：46-46.

[7]李晉堯.Ta粉的燒(shao)結溫度及性(xing)能的研究[Ｊ].稀有金屬材(cai)料與工程，1988（4）：39-44.

[8]ＺＨＡNＧＹＳ，ＺＨＡNＧＸＭ，WＡNＧＧ，ｅTaｌ.ＨｉｇｈｓｔｒｅNｇｔｈｂｕｌｋTaNTaｌｕｍWｉｔｈNOｖｅｌｇｒａｄｉｅNｔｓｔｒｕCｔｕｒｅWｉｔｈｉNａｐａｒｔｉCｌｅｆａｂｒｉCａｔｅｄｂｙｓｐａｒｋｐｌａｓｍａSiNｔｅｒｉNｇ[Ｊ].ＭａｔｅｒｉａｌｓＳCｉｅNCｅ＆ＥNｇｉNｅｅｒｉNｇＡ，2011，528（29-30）：8332-8336.

[9]吳全興(xing).鉭及其合(he)金的用途[Ｊ].稀有金屬快報，2002（3）：23-24.

[10]ＢＲOWNＩNＧＰN，ＡＬＡＧＩCＳ，CＡＲOＬＬＢ，ｅTaｌ.ＲOOｍａNｄｕｌｔｒａｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｅCｈａNｉCａｌ ｐｒOｐｅｒｔｉｅｓOｆｆｉｅｌｄａｓSiｓｔｅｄSiNｔｅｒｅｄTaNTaｌｕｍａｌｌOｙｓ[Ｊ].ＭａｔｅｒｉａｌｓＳCｉｅNCｅ＆ＥNｇｉNｅｅｒｉNｇＡ，2017，680：141-151.

[11]張小明，胡(hu)忠武(wu)，劉競艷，等(deng).Ta-W-Hf合金的強化和晶界(jie)硬化[Ｊ].稀(xi)有金屬材料與工程，2007（12）：2156-2159.

[12]ＫOCＫ，鄭愛勤.鉭的加工(gong)，性(xing)能及應用[Ｊ].有色(se)金屬科學與工(gong)程，1990（3）：17-25.

[13]ＧＹＰＥNＬＡ.ＡｔｈｅｒｍａｌｓOｌｉｄｓOｌｕｔｉONｈａｒｄｅNｉNｇｉNTaNTaｌｕｍ[Ｊ].ＰｈｙSiCａｌＭｅTaｌｌｕｒｇｙａNｄＭａｔｅｒｉａｌｓＳCｉｅNCｅ，1982（13）：1015-1020.

[14]稀有金(jin)屬(shu)手(shou)冊(ce)編輯(ji)委(wei)員會.稀有金(jin)屬(shu)手(shou)冊(ce)（Ⅱ）[Ｍ].北京：冶金(jin)工業出(chu)版(ban)社，1995.

[15]張(zhang)廷杰，張(zhang)德堯.高鎢含量鉭(tan)基合(he)金力(li)學性能的研究[Ｊ].稀有金屬材料與(yu)工程，1996（4）：5-10.

[16]張廷杰，劉建章，丁旭，等.Ta-12W合金的高溫拉伸特性[Ｊ].稀有金屬(shu)材料與工(gong)程，1999（6）：345-348.

[17]吳孟(meng)海，張興平，許德美，等(deng).Ta-10W合金(jin)(jin)的高溫斷口分(fen)析[Ｊ].稀(xi)有金(jin)(jin)屬，2007（4）：434-439.

[18]吳孟海，李樹清，許德美，等.Ta-10W合金的高(gao)溫(wen)力(li)學性(xing)能[Ｊ].稀有金屬材料與工程(cheng)，2006（增刊2）：64-67.

[19]張萬甲.鉭鎢合金(jin)動態(tai)響應特性研究[Ｊ].爆(bao)炸(zha)與沖擊(ji)，2000（1）：45-51.

[20]NＥＭＡＴ-NＡＳＳＥＲＳ，ＫＡＰOOＲＲ.ＤｅｆOｒｍａｔｉONbｅｈａｖｉOｒOｆTaNTaｌｕｍａNｄａTaNTaｌｕｍｔｕNｇｓｔｅNａｌｌOｙ[Ｊ].ＩNｔｅｒNａｔｉONａｌＪOｕｒNａｌOｆＰｌａｓｔｉCｉｔｙ，2001，17（10）：1351-1366.

[21]白潤，張(zhang)小明，胡忠武，等.Ta-W合金的(de)動態力學(xue)特性(xing)及(ji)其(qi)本構關系[Ｊ].稀有金屬材料與工程，2008（9）：1526-1529.

[22]ＪOＨNＳONＧＲ，COOＫWＨ.ＰｒOCｓｅｖｅNｔｈｉNｔNａｔｓｙｍｐOSiｕｍONbａｌｌｉｓｔｉCｓ[C]//ＩＥＥＥ，ｔｈｅＨａｇｕｅ：ＡｍＤｅｆＰｒｅｐOｒｇ，1983.

[23]張廷杰(jie)，張德堯，丁旭(xu).強沖(chong)擊載(zai)荷下Ta-W合金(jin)的塑(su)變特征[Ｊ].稀有金(jin)屬材料與工程，1997（2）：12-17.

[24]王暉，張小(xiao)明，李來平，等.鉭及(ji)鉭合金在工業(ye)裝(zhuang)備中的應用[Ｊ].裝(zhuang)備制造技術，2013（8）：115-117.

[25]胡忠武.鉭在強腐蝕環境中的(de)應(ying)用[Ｊ].中國材料進展，2002（2）：16-17.

[26]WＡNＧＳ，CＨＥNC，ＪＩＡＹＬ，ｅTaｌ.ＥｖOｌｕｔｉONOｆｄｅｆOｒｍａｔｉONｍｉCｒOｓｔｒｕCｔｕｒｅｓOｆCOｌｄ-ｒOｌｌｅｄTa-2.5WａｌｌOｙWｉｔｈCOａｒｓｅｇｒａｉNｓａｔｌOWｔOｍｅｄｉｕｍｓｔｒａｉNｓ[Ｊ].ＩNｔｅｒNａｔｉONａｌＪOｕｒNａｌOｆＲｅｆｒａCｔOｒｙＭｅTaｌｓ＆ＨａｒｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，2016，54：104-115.

[27]WＲONＳＫＩＳ，WＲOＢＥＬＭ，ＢＡCＺＭＡNＳＫＩＡ，ｅTaｌ.ＥｆｆｅCｔｓOｆCｒOｓｓ-ｒOｌｌｉNｇONｒｅSiｄｕａｌｓｔｒｅｓｓ，ｔｅｘｔｕｒｅａNｄｐｌａｓｔｉCａNｉｓOｔｒOｐｙｉNｆ.C.C.ａNｄｂ.C.C.ｍｅTaｌｓ[Ｊ].ＭａｔｅｒｉａｌｓCｈａｒａCｔｅｒｉｚａｔｉON，2013，77（3）：116-126.

[28]郭磊，王志法(fa).加工方法(fa)對鉭板力學性能以及織構的影響[Ｊ].稀有金(jin)屬與(yu)硬質(zhi)合金(jin)，2005（3）：18-22.

[29]范海洋.冷軋及退火鉭(tan)板組織均勻性的多(duo)尺(chi)度研究[Ｄ].重(zhong)慶：重(zhong)慶大學，2016.

[30]王暉，張(zhang)小(xiao)明(ming)，王峰(feng)，等.退火處理對TaW12合金(jin)力學性能及(ji)組織形貌的影響[Ｊ].稀(xi)有(you)金(jin)屬與硬質(zhi)合金(jin)，2013（4）：34-37.

[31]ＲＡＡＢＥＤ，Ｌ-CＫＥＫ.ＡNNｅａｌｉNｇｔｅｘｔｕｒｅｓOｆＢCCｍｅTaｌｓ[Ｊ].ＳCｒｉｐTaＭｅTaｌｌｕｒｇｉCａＥｔＭａｔｅｒｉａｌｉａ，1992，157-162（11）：597-610.

[32]ＦＡNＨ，ＬＩＵＳ，ＤＥNＧC，ｅTaｌ.ＱｕａNｔｉTaｔｉｖｅａNａｌｙSiｓ：ＨOWａNNｅａｌｉNｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉNｆｌｕｅNCｅｓｒｅCｒｙｓTaｌｌｉｚａｔｉONｔｅｘｔｕｒｅａNｄｇｒａｉNｓｈａｐｅｉNTaNTaｌｕｍ[Ｊ].ＩNｔｅｒNａｔｉONａｌＪOｕｒNａｌOｆＲｅｆｒａCｔOｒｙＭｅTaｌｓ＆ＨａｒｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，2018，72：244-252.