钼通常通过微合金化、碳化物强化、固溶强化和弥散强化来强化。(1)微合金化主要是添加少量的合金元素如Ti、Zr、B、La等。固溶强化的加入量为0.1%~1%。微量Zr和Hf对提高钼的高温硬度作用最大,Zr、Hf和Ti对提高钼的再结晶温度作用显著。这么少量的合金元素就能显著提高性能,除了这些元素能细化晶粒,去除或减弱C、O2、N2等有害作用。、改善加工和焊接性能,位错和杂质周围存在弹性应力场。当加入少量溶质元素时,会将其置于固溶体最大的位错堆积区,使弹性应力降低,从而降低金属的内能,使微合金化合金的内能小于纯金属。如果合金的弹性平衡被破坏,就需要更多的能量。此外,异质原子在位错周围的堆积使得位错难以迁移,因此合金的再结晶温度提高。实验证明,钛的最佳含量为0.5%左右,锆的最佳含量为0.2%,锆的强化效果优于钛。(2)碳和活性金属钛、锆、铪等。加入碳化物强化,还加入Nb或其他碳化物形成元素形成难熔碳化物相,碳也起到脱氧作用。Zr、Hf和Ti金属碳化物强化钼合金的热强度远高于微合金化钼合金,但碳化物强化钼合金在1700℃以下仍有强化作用。(3)合金元素如钽、钨、稀土等。提高钼合金原子的间接合理性,通过固溶强化形成固溶体。钽会恶化钼的变形性能,所以固溶强化钼合金主要是钼钨合金和钼稀土合金。钼钨合金因其耐化学腐蚀性能而得到发展,是一种替代纯钨的低成本轻质材料。由于“铼效应”,Mo-Re合金具有较低的塑-韧-脆转变温度。(4)弥散强化掺杂Al、K、Si的钼合金,如MH、KW,由于原始粉末能产生细小的弥散相,能稳定锻造显微组织,阻碍再结晶或稳定拉长的再结晶晶粒组织,避免转变为等轴晶,显著提高低温塑性。掺杂的MH和KW钼合金具有优异的抗蠕变性和高的再结晶温度,尽管在低温下强度没有特别的提高。此外,活性金属氧化物分散相还用于提高钼的高强度和抗蠕变性。例如,Z-6钼合金通过添加0.5%ZrO2 _ 2得到强化。稳定状态由ZrO2的稳定晶粒结构提供,蠕变速率的提高类似于掺杂剂的作用。最近,还研究了稀土氧化物钼合金的强化。含0.2%~0.3%La2O3的钼合金,由于第二相La2O3的位错钉扎,可减少沿晶断裂,提高断裂强度,改善低温脆性。再比如含Y2O3的钼合金,比如ZHMR。当Y2O3的添加量从0增加到1.5%时,其硬度、室温抗拉强度和抗压强度均增加。除了上述强化钼合金外,为了提高钼的抗氧化性能,还常加入Al、Ni、Si等元素。例如,当钼中加入0.17%的Al时,其抗氧化性高于纯钼。当钼中加入30%的镍和20%的钴时,其940℃抗氧化寿命可达100小时以上。硅化钼由钼和硅结合而成,是一种良好的高温抗氧化材料。作为发热元件,在空气体中加热到1600~1700℃仍可使用。但硅化钼易碎,加工难度大,一直没有得到广泛应用。
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