钼的强韧化技术及相关合金体系
钼是一种优势和劣势都非常明显的金属，有必要使用一定的技术手段对其进行强韧化操作来提高钼作为高温合金的适用性。钼的强韧化技术主要有固溶强化、弥散强化、细晶强化、钾泡强化等。固溶强化是改善纯钼性能的主要方式，主要分为少量固溶和大量固溶两种。
（一）少量固溶：当钼金属基体中加入少量固溶原子时，这些原子会分布在基体中的位错堆积区内。一方面，固溶原子增大了晶格畸变，形成应力场，降低位错堆积区的弹性不完整性使其内能低于纯金属，当外力示图破坏这种弹性平衡时，需要花费更多的能量；另一方面，溶质气团会钉扎位错，阻碍位错的攀移和交滑移，提高强度。大量固溶：合金元素与Mo的固溶度极大，可形成连续固溶体，有效改变基体的性质，这一类添加元素主要为钨(W)和铼(Re)。
其中W的过多添加会造成晶格畸变，导致强度和硬度升高，加工性变差，稳定性降低，而Re的添加可以有效提高再结晶温度，对塑韧性改善极大，且铼本身也属高温合金，可以有效提高钼合金地高温性能，形成“铼效应”，同时钼也可以在一定程度上改善铼的可焊接性，二者起到相得益彰的配合，然而金属Re本身价格昂贵，属国家战略储备资源，极大地限制了Mo-Re合金的大规模应用。
（二）弥散强化弥散强化是和固溶强化同样重要的手段，主要是利用弥散的第二相在晶界上沉淀，形成低能量的半共格晶界，改善晶界结合力，同时细小的弥散相对位错的运动也起到阻碍作用，延缓因位错堆积而形成的应力集中，推迟裂纹形成，提高了塑韧性和强度。
（三）细晶强化细晶强化主要是通过工艺手段或添加元素，使得晶粒尺寸减小。晶粒的细化，不仅产生了更多晶界增大位错运动的阻力，同时位错的滑移行程变短，滑移路线数量增多，一定程度上会使变形更均匀，位错堆积程度降低，从而提高强度和塑韧性；另一方面，单位体积内的晶界总面积增大，单位面积晶界上的杂质浓度也随之降低，可以有效降低韧脆转变温度。
（四）钾泡强化：钾泡强化的强韧化机制是K元素在高温烧结时，在晶界上形成孔壁为钾元素的气泡，在后续压力加工过程中，这些含有钾元素的气泡被压缩和拉长成沿轴方向分布的毛细管状，退火时被拉长的毛细管状气泡因钾气化而膨胀，发生分裂形成特别细小的有序气泡列，这些气泡会钉扎位错，阻碍位错运动和亚晶粗化，从而提高强度、增大再结晶温度。
（五）加工韧化：钼的组织在经过加工转变为长条状晶粒时，晶界逐步消失、成为纤维状流线，杂质元素O，N被分散在金属原子间，部分消除了沿晶断裂，因而会使钼材在室温下具有一定的韧性。实际环境中，Mo合金的强化是多个强化机理共同作用的结果。如添加Ti、Zr形成TZM合金，Ti、Zr的加入主要是形成无序固溶体，产生固溶强化，同时，部分Ti、Zr元素会和O、C元素形成碳化物或氧化物，产生弥散强化和细晶强化，可以综合提高钼合金的室温韧性、高温强度和再结晶温度，蔡宗玉等人研究了Ti含量0.4wt.%~0.55wt.%，Zr含量0.06wt.%~0.08wt.%，C含量为0.01wt.%~0.04wt.%的TZM合金，室温时的烧结态TZM合金抗拉强度比烧结态纯钼高18.6%，当温度升高到1000℃时，更是高出70.1%，而且经过机械加工后，形变量达80%的TZM合金延伸率可达35%，延展性极为可观。
氧化物的强化主要是弥散强化和细晶强化两种机制结合部分特殊机制，如Al2O3与Mo同六方结构，作为增强相添加后具有良好的界面结合，可有效提高屈服性能。如ODS合金中氧化物颗粒会阻碍位错运动迫使位错通过Orowan机制绕过钉扎颗粒，向多个方向运动，减轻了位错塞积，有效吸收了断裂功，极大了提高了他的抗拉强度和延伸率。
参考文献
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