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熱處理對鉭板組織和力學性能的影響

　　鉭和鉭合金具有高熔點、良好的導電導熱性、較高的化學穩定性、優異的高溫強度、良好的加工性、可焊性及低的塑脆轉變溫度、優異的動態力學性能及經氧化處理后表面形成致密、穩定、高介電常數的無定形氧化膜等特點而被廣泛應用于電子、化工、航空航天、軍事武器、醫療衛生等領域。金屬鉭主要應用于電子工業，鉭電容器體積小，容量大，可靠性高，壽命長，耐壓性能好，功能穩定，在通訊、計算機集成電路、汽車電子控制系統、數碼電器等方面得到了極為廣泛的應用。全鉭電容器的外殼是一個深沖成的杯突件，國內生產的鉭板在深沖引伸鉭外殼時容易產生開裂、起皺、桔皮、制耳等現象，成品率低，難以達到高性能、高可靠性的要求。目前，冷變形和熱處理工藝對鉭板力學性能的影響研究未見涉及。本文以鉭電容器拉伸沖壓成形為工程應用背景，通過控制熱處理工藝，研究鉭的力學性能及其拉伸變形力學行為，為制定鉭的拉深加工工藝提供理論依據。
　　實驗材料為經二次電子束熔煉的純鉭錠，對鑄錠進行鍛造軋制得到厚4mm的板材，再經過交叉軋制得到厚1mm和1.6mm的板材。選用900℃進行再結晶退火，保溫時間分別為15、30、45min。最后將試樣在應變速率為20mm/min條件下拉斷。
　　選擇再結晶退火溫度為900℃，分別保溫15、30、45min后，對厚1、1.6mm的薄板試樣進行微觀組織觀察，結果表明變形組織基本消除，但再結晶組織細化效果不明顯。冷變形量較小時，應采用較高的再結晶退火溫度以達到細化晶粒的目的。分別對厚度為1、1.6mm試樣進行10%和20%預變形，然后在900℃進行再結晶退火，處理后兩種試樣的硬度和抗拉強度提高，而伸長率顯著降低，這是材料的加工硬化和再結晶軟化同時作用時，加工硬化占優勢的結果。經過15、30、45min保溫，隨保溫時間延長，鉭的硬度逐漸提高，而伸長率依次降低。隨保溫時間延長，板厚不同的材料的屈服強度都逐漸提高，但抗拉強度的變化不同，1mm厚板的抗拉強度逐漸降低，而1.6mm厚板的則先降低后升高。對拉伸斷口的形貌分析表明，預變形和熱處理后，材料由韌性斷裂轉變為脆性斷裂，斷裂機理為混合斷裂，由沿晶斷裂、解理斷裂和韌性斷裂組成，斷口形貌的分析與力學性能結果一致。

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