钼基合金材料？

发布时间：2024-08-19 13:26编辑：冶金属归类：金属价格

一、钼基合金材料？

钼合金，一种具有高强韧性并且耐高温的合金，用途正在越来越广泛。近日我国中科院合肥研究院官网发文称，该院固体所内耗与固体缺陷研究部和中国核动力研究设计院合作在高性能钼合金研究方面取得新进展，研发的新型钼合金可用于制造太空核反应堆。

高纯度钼金属

钼（Mo）这种元素质子数为42，钼单质为银白色金属，硬而坚韧，化学性质稳定，纯金属及合金具有高熔点、高热导率，高导电性，易与碱金属相容等优点，早就被航天技术方面的材料学家认为是空间核反应堆的关键候选材料。不过纯钼也存在着室温可塑性低、高温强度不足、再结晶脆性大和辐照脆化等问题，因此将钼与其他金属制成钼合金解决掉上述问题，成了材料学上的一个攻关目标。

钼棒

研究者们把攻关重点放在了改善钼合金的力学和抗辐照性能上，开始时在钼金属中引入细小的氧化物颗粒，这虽然能显著提高钼合金强度和再结晶温度，然而氧化物颗粒却会在高温下长大，导致了钼合金的应力集中和塑性降低，特别是在高温时的强度显著降低。

所以研究者们又改变思路，通过计算模拟发现钼合金晶/相界面上间隙氧的偏聚会显著降低其强度和延展性，而间隙碳原子和碳化锆颗粒能有效提高界面的强度，所以提出来通过纳米碳化物弥散、细晶强化和晶界净化等方法来协同提升钼合金综合性能的方案。即采用纳米碳化锆颗粒作为增强相，利用它能吸收杂质氧，降低其对晶界的脆化作用，改善晶界结合及低温韧性，达到从晶粒的层面提高材料的强度和高温稳定性，这样配比的合金其纳米颗粒与基体之间形成的界面还能吸收辐照缺陷，进而也就改善了钼合金材料的抗辐照性能。

通过不断地试验，研究者们利用粉末冶金法和高温旋锻制备了室温及高温下均具有优异力学性能的纳米结构碳化锆钼合金，这种合金的室温抗拉强度可达928MPa、延伸率为34.4%，比工业中广泛应用的钛锆钼合金分别提高26%和100%以上。

这种合金的再结晶温度比纯钼提高了约400°C，具有优异的高温稳定性。而在高温1000℃时，碳化锆钼合金的抗拉强度可达562MPa，比纯钼、纳米结构氧化镧-钼合金、氧化镧-钛锆钼合金合金等提高50%以上；在1200℃高温下则-强度更为优异，同时还能保持优良塑性。都说明这种合金在室温及高温下均具有优异的强韧性，与已报道的同类材料相比具有明显优势。相关研究成果已经于本月中旬发表在金属材料顶级期刊《材料学报》上。

那么为什么说这种材料是空间核反应堆的良好用材呢？是因为空间核反应堆的包壳及堆芯结构材料面临高温、中子辐照及液态碱金属腐蚀等苛刻服役环境，一般的材料都难以胜任，碳化锆钼合金被认为将可以解决这个问题。

↑空间核反应堆概念结构图

随着航天技术的进步，人类必将进入开发和利用太空的时代，虽然目前太空中的卫星大多利用太阳能帆板电池，但当人类建造月球或火星科研站或基地的时候，亦或打造星际探测器或星际飞船时，势必要利用到空间核反应堆，所以这种装备属于一种前瞻性研究，也早有消息称我国正在研制空间核反应堆，比如我国和俄罗斯合作建造并运营的月球科研站将在2028年前后完成，按计划该设施就需要一台空间核反应堆，所以碳化锆钼合金材料或首先用到月球科研站上，这一发明对我国空间核反应堆的制造具有重要的推动意义。

↑NASA研制的太空核反应堆样品图

参考资料：

《观察者网》2月25日文章《中科院成功研制高强韧钼合金，可用于外太空核反应堆》

二、铜铬钼合金铸铁

铜铬钼合金铸铁：材料的优势和应用领域

铜铬钼合金铸铁是一种具有卓越性能和广泛应用的工程材料。它的独特组成和特性使其成为许多行业中不可或缺的选择。本文将深入探讨铜铬钼合金铸铁的优势以及它在各个应用领域中的作用。

什么是铜铬钼合金铸铁？

铜铬钼合金铸铁是一种铁碳合金，添加了适量的铜、铬和钼等元素。这种特殊的合金组成赋予了铜铬钼合金铸铁卓越的机械性能和耐蚀性。相比传统的铸铁材料，这一合金的强度、耐磨性和韧性都得到了大幅提高。

铜铬钼合金铸铁主要包括两种类型：镍基合金和铬基合金。镍基合金具有优异的耐磨性和耐蚀性，适用于高温和酸性环境。而铬基合金则具有更高的硬度和强度，在一些需要更高强度的应用领域中表现出色。

优势

铜铬钼合金铸铁具有许多显著的优势，使其成为众多行业的首选材料。

卓越的机械性能：铜铬钼合金铸铁具有高强度、高硬度和优异的韧性，能够承受极高的应力和冲击。这使得它成为许多重要部件和机械设备的理想选择。
耐蚀性：由于添加了铜、铬和钼等元素，铜铬钼合金铸铁具有出色的耐腐蚀性能。它能够在恶劣的环境条件下长时间使用而不受到腐蚀的影响。
耐磨性：铜铬钼合金铸铁的硬度和耐磨性比传统的铸铁材料更好。它可以在高速和高压力下保持较长时间的耐用性，减少因磨损而导致的设备故障和停机时间。
热稳定性：铜铬钼合金铸铁在高温环境中仍能保持稳定性和强度，适用于需要长时间承受高温的应用领域。
加工性能：铜铬钼合金铸铁具有良好的加工性能，可以通过铸造、锻造和机械加工等工艺进行成型，满足不同形状和尺寸的需求。

应用领域

由于其独特的性能特点，铜铬钼合金铸铁被广泛应用于以下各个领域：

能源领域：铜铬钼合金铸铁在能源行业中发挥着重要的作用。它广泛用于煤矿设备、发电厂的涡轮叶片、燃气轮机和核电设备等高温、高压下的部件。
汽车工业：铜铬钼合金铸铁的高强度和耐磨性使其成为汽车工业中不可或缺的材料。它被用于发动机零部件、减震器、齿轮和传动系统等关键部位，能够提高汽车的性能和耐久度。
航空航天：航空航天领域对材料的要求极高，需要具备轻量化、高强度和耐腐蚀等特性。铜铬钼合金铸铁在航空发动机、航空航天设备和航天器部件等方面发挥着重要的作用。
化工行业：由于铜铬钼合金铸铁具有出色的耐蚀性和耐高温性能，因此在化工行业的腐蚀介质输送、反应器和换热器等领域有着广泛应用。
建筑与工程：铜铬钼合金铸铁广泛应用于桥梁、高速公路、建筑设备和大型机械等领域。它能够在恶劣的环境条件下提供卓越的耐久性和可靠性。

结论

铜铬钼合金铸铁作为一种卓越的工程材料，享有广泛的应用前景。它的优异机械性能、耐腐蚀性和耐磨性使其成为众多行业中重要的材料选择。随着技术的进步和应用需求的增长，铜铬钼合金铸铁的应用领域将会继续扩大，并在更多领域中发挥着重要的作用。

三、钼合金特性？

钼合金，是以钼为基体加入其他元素而构成的有色合金。主要合金元素有钛、锆、铪、钨及稀土元素。钛、锆、铪元素不仅对钼合金起固溶强化作用，保持合金的低温塑性，而且还能形成稳定的、弥散分布的碳化物相，提高合金的强度和再结晶温度。钼合金有良好的导热、导电性和低的膨胀系数，在高温下(1100～1650℃)有高的强度，比钨容易加工。可用作电子管的栅极和阳极，电光源的支撑材料，以及用于制作压铸和挤压模具，航天器的零部件等。由于钼合金有低温脆性和焊接脆性，且高温易氧化，因此其发展受到限制。工业生产的钼合金有钼钛锆系、钼钨系和钼稀土系合金，应用较多的是第一类。钼合金的主要强化途径是固溶强化、沉淀强化和加工硬化。通过塑性加工可制得钼合金板材、带材、箔材、管材、棒材、线材和型材，还能提高其强度和改善低温塑性。

以钼为基加入其他元素组成的合金。在难熔金属中，钼及其合金有良好的导热、导电性和低的膨胀系数（与电子管用的玻璃相近），在高温下（1100～1650℃）有高的强度，与钨相比，容易加工，因而在电子管（栅极和阳极）、电光源（支撑材料）、金属加工工具（压铸和挤压模具及穿孔顶头）制造部门以及航天工业中得到应用。钼能耐熔融玻璃的浸蚀，它的氧化物不会污染玻璃。自1943年以来，钼材一直用于玻璃工业作加热电极。Mo-30W合金具有优异的抗熔融锌腐蚀的性能，已成功地应用于炼锌工业。钼还用于制造硫酸生产中的热交换器和阀门等部件。

四、钼合金用途？

钼合金的用途十分广泛,这是因为它有许多特性,如强度高(2000℃),热膨胀系数低,优良的导热与导电性能,对熔融玻璃、熔盐及熔融金属有较高的防腐性,还可提高薄涂料的耐磨性。

铝及铝合金其它金属材料相比，具有以下一些特点：

1、密度小。铝及铝合金的密度约为铁或铜的1/3。

2、强度高。铝及铝合金的强度高。经过一定程度的冷加工可强化基体强度,部分牌号的铝合金还可以通过热处理进行强化处理。

3、导电导热性好。铝的导电导热性能仅次于银、铜和金。

4、耐蚀性好。铝的表面易自然生产一层致密牢固的保护膜，能很好的保护基体不受腐蚀。通过人工阳极氧化和着色，可获得良好铸造性能的铸造铝合金或加工塑性好的变形铝合金。

5、易加工。添加一定的合金元素后，可获得良好铸造性能的铸造铝合金或加工塑性好的变形铝合金。

五、钼合金与铝合金区别？

铝及铝合金其它金属材料相比，具有以下一些特点：

1、密度小。铝及铝合金的密度约为铁或铜的1/3。

2、强度高。铝及铝合金的强度高。经过一定程度的冷加工可强化基体强度,部分牌号的铝合金还可以通过热处理进行强化处理。

3、导电导热性好。铝的导电导热性能仅次于银、铜和金。

5、易加工。添加一定的合金元素后，可获得良好铸造性能的铸造铝合金或加工塑性好的变形铝合金

六、钼铼合金硬度？

钼铼合金是以钼为基添加铼2%～5%的钼合金。Mo-Re合金可用做高速旋转的X光管靶材、微波通讯的长寿命栅板、空间反应堆堆芯加热管、高温炉发热体、高温热电偶等。钼铼合金的室温拉伸强度、延展性、电阻率随铼含量增加而增加。通常用Mo-5%Re和Mo-41%Re作热电偶丝材，作航空航天中结构材。Mo-50%Re作高温结构材料。

很显然，钼铼合金没有固定的硬度。

七、钼合金的熔点？

1.钼合金的熔点为2617℃。

2.以钼为基体加入其他元素而构成的有色合金就是门三合金。主要合金元素有钛、锆、铪、钨及稀土元素。

3.可用作电子管的栅极和阳极，电光源的支撑材料，以及用于制作压铸和挤压模具，航天器的零部件等。

4.通过塑性加工可制得钼合金板材、带材、箔材、管材、棒材、线材和型材，还能提高其强度和改善低温塑性。

八、钼铜合金硬度？

钼属于有色金属，其熔点高、强度大、硬度高、耐磨性和导热导电性能好，而钼铜合金则是由两种互补固溶的金属所组成的假合金。钼铜合金中铜的含量少，所以基本上具备钼的大部分物理化学性能，由于钼铜合金兼有钼和铜的特性，即具有高电导、高热导、膨胀系数小、耐蚀性能好、无磁性及良好的加工性能等诸多优良性能而被广泛应用于冶金、机械、石油、化工、国防、航空航天、电子、核工业等诸多领域。

而在实际使用中，往往对钼铜合金进行如电镀、涂覆涂层等表面改性处理，以满足其表面一些特定的功能要求，如高温钎焊、减小接触电阻等，然而钼铜合金表面极易氧化，且该氧化膜层化学性质很稳定，表面浸润性差，对其进行表面处理有很大的困难，因此采用镀金处理方法，可使其导电性和钎焊性能得到很大的提高，满足了钼铜合金在军用电子以及航空航天产品中的应用要求。