TZM的強化機理

簡介

TZM合金主要有三種強化機理，包括固溶強化，第二相強化和形變強化，這三種強化使得TZM合金的性能得到較大的提升，較鉬及其合金具有更大的優勢，擴大了合金的使用範圍。

固溶強化

TZM合金的固溶強化機理（solid solution strengthening）：固溶強化是指融入固溶體中的溶質原子造成基體晶格畸形，增大了位錯運動的阻力，使得滑移難以進行，從而使得合金固溶體的強度與硬度增加。在溶質原子濃度適當時，可提高金屬的強度和硬度，但同時金屬材料的韌性和塑性會有所降低。TZM合金中的固溶強化的溶質原子是鈦（Ti）、鋯（Zr）等合金元素，它們溶解在鉬（Mo）基體中，使其晶格發生畸變，增加了強度與硬度。其中溶質和溶劑原子尺寸差別越大，則強化效果越好。Zr和Mo的原子尺寸差別因數為+14.3，Ti與Mo原子差別因數為+4.4，因此在TZM合金中固溶強化主要是Zr的作用。雖然碳（C）與Mo的原子尺寸差別因數為-34.5，但是由於C在Mo中的溶解度較小，所以不予考慮。

第二相強化

TZM合金的第二相強化機理：在複合合金中，除了基體相之外，還有第二相的存在。當第二相均勻分佈于基體相中，則會產生明顯的強化作用，這種強化作用即第二相強化。其主要原理是第二相阻礙了位錯運動，提高了合金的變形抗力。TZM合金中的第二相是指TiC和ZrC碳化物顆粒，它們均勻分佈於Mo基體中有效的阻礙了位錯運動，使得合金得到了強化。但是，實際上TZM合金中的碳化物不多，而氧化物較多。氧化物在一定範圍內可以阻止位錯滑移，提高合金的強度，但是給後期的熱加工帶來了困難，增加了合金的脆性。因此，相關學者認為可以在合金中添加氧化鋁和氧化鋯，提高其熱加工性能。

形變強化

TZM合金的形變強化機理：TZM合金在再結晶溫度下可以發生形變強化，且形變強化的效果隨著變形量的增加而增加。形變強化的手段有：鍛造、擠壓和熱軋等。在變形過程中合金的晶粒沿著加工方向拉長，導致晶格發生畸變，位元錯密度增加，並出現了二次晶粒，即細化晶粒，從而提高了合金的強度。經過形變強化後合金的強度、塑性和延性-脆性方面都有很大的改善。但是，合金經過退火處理後，強度有所下降。因此，相關學者提出，可以對合金進行氮化處理，使得合金基體內可以產生氮化鈦質點，從而提高合金的硬度和拉伸強度。