《聚變堆用V-4Cr-4Ti合金的機械合金化過程與性能研究》是依託核工業西南物理研究院，由鄭鵬飛擔任項目負責人的專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：聚變堆用V-4Cr-4Ti合金的機械合金化過程與性能研究
- 項目類別：專項基金項目
- 項目負責人：鄭鵬飛
- 依託單位：核工業西南物理研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
V-4Cr-4Ti合金是未來核聚變堆中液態自冷包層的首選結構材料。針對該合金的高溫力學性能還有待進一步增強的現狀，本課題擬採用機械合金化的方法來強化該合金，使其抗高溫蠕變性能大幅提升。項目將分析（1）高能球磨條件下，各主要合金元素在基體中的合金化過程；（2）彌散粒子尺寸、密度和晶粒大小對V-4Cr-4Ti合金高溫變形行為的影響；（3）不同熱穩定性和共格特性的彌散粒子對V-4Cr-4Ti合金的強化效果等要點。實驗將參考聚變堆部件的工況條件，通過室溫、高溫力學性能測試和顯微結構分析，研究該合金的強化效果和內在機理；並利用最佳化的工藝，指導生產出2公斤的高性能彌散強化V-4Cr-4Ti合金，為今後的其它研究作基礎。本項目的實施，對聚變堆結構材料的強化有重要現實意義，可以提升包層部件的工程安全性和經濟價值；所研究出的合金化過程和強化規律可以為其它金屬材料的機械合金化工藝最佳化提供科學依據。
結題摘要
V-4Cr-4Ti 合金是未來聚變堆中液態鋰包層的首選結構材料，它的高溫強度和抗中子輻照抗力這兩項關鍵性能都可以通過機械合金化來獲得提升。機械合金化的釩合金中，多種沉澱相可以起到一個疊加的彌散強化效果。這些彌散顆粒的各種屬性，尤其是熱穩定性會對高溫強化起到一個非常重要的影響。為了最佳化高溫套用下釩合金的彌散強化顆粒選擇，本課題主要研究了釩合金在添加釔和碳化物等物質後的強化。為了更好地認識不同納米顆粒的強化效果，本研究進行了合金化程度、晶粒度、緻密度、雜質含量等多方面影響因素的對比。雖然碳化物的溶解可能非常微弱，但依然發現了Ti3SiC2 的添加對釩合金起到了非常顯著的強化作用，並且經過1450oC退火後依然最穩定。
