超细晶低活化WCrV合金

1500°C晶粒仍<2 μm

晶界原位氧化物钉扎与溶质偏聚协同抑制晶粒长大，实现超高温热稳定性与强度

Xinkai, Wang · 甘科夫 · 刘彬 · Yang, Qiankun · 张勇 · 严定舜 · 李志明

Journal of Materials Science and Technology 2024

具体参数

初始平均晶粒尺寸

{'zh': '0.45', 'en': '0.45'} μm

退火后晶粒尺寸

{'zh': '<2', 'en': '<2'} μm

高温压缩强度

{'zh': '>1376', 'en': '>1376'} MPa

晶粒生长指数

{'zh': '7', 'en': '7'}

晶粒生长激活能

{'zh': '433', 'en': '433'} kJ mol⁻¹

技术优势

1500°C晶粒不长大

原位形成的晶界氧化物钉扎晶界，结合Cr和V在晶界的非平衡偏聚，有效抑制晶粒长大。

1100°C仍超强

高温下固溶强化和晶界强化依然有效，使合金在1100°C时的平均压缩强度超过1376 MPa。

应用场景

• 聚变堆结构材料：可制造面向等离子体部件，耐受聚变堆内极高热负荷。
• 高温合金：替代传统高温合金，在更高温度下保持强度且无放射活化问题。
• 超高温陶瓷：提供金属基的加工性，同时实现接近陶瓷的超高温稳定性。
• 先进核能系统：在先进反应堆中用作低活化结构件，降低放射性废物处理难度。