鎘鉬合金是由金屬鎘(Cd)和鉬(Mo)通過特定配比熔煉而成的特種合金材料,這種組合創(chuàng)造出了獨(dú)特的物理化學(xué)特性。在工業(yè)應(yīng)用中,鎘含量通??刂圃?%-15%范圍內(nèi)(重量百分比),而鉬作為基體材料則占比85%-95%,這種配比使得合金同時具備兩種金屬的優(yōu)勢特性。需要特別注意的是,鉬本身具有極高的熔點(diǎn)(2620℃),而鎘的加入能顯著改善其加工性能,特別是熱加工時的延展性。
從微觀結(jié)構(gòu)來看,鎘原子會填充在鉬的體心立方晶格間隙中,這種固溶強(qiáng)化機(jī)制使合金的室溫抗拉強(qiáng)度可達(dá)650-800MPa,同時保持較好的塑性變形能力。在高溫環(huán)境下,當(dāng)溫度超過800℃時,鎘鉬合金仍能保持400MPa以上的強(qiáng)度值,這種優(yōu)異的高溫穩(wěn)定性使其在航天發(fā)動機(jī)部件制造領(lǐng)域具有不可替代的地位。特別是渦輪葉片這類承受極端熱載荷的部件,常采用含12%鎘的鉬合金作為基材。
該合金的另一個顯著特點(diǎn)是優(yōu)異的抗腐蝕性能,在濃度10%的鹽酸溶液中,其年腐蝕速率不超過0.05mm,遠(yuǎn)優(yōu)于普通不銹鋼。這主要?dú)w功于鉬元素在表面形成的致密氧化膜(MoO2),而鎘元素則能有效抑制晶間腐蝕的發(fā)生。需要注意的是,合金的導(dǎo)電率會隨鎘含量的增加而降低,當(dāng)鎘含量達(dá)到15%時,電導(dǎo)率會下降至純鉬的60%左右,這是設(shè)計(jì)導(dǎo)電元件時需要重點(diǎn)平衡的參數(shù)。
在加工工藝方面,鎘鉬合金通常采用粉末冶金法制備,先通過機(jī)械合金化將兩種金屬粉末均勻混合,然后在氫氣保護(hù)氣氛下進(jìn)行熱等靜壓成型(溫度1200-1400℃,壓力100-150MPa)。后期的熱處理制度對性能影響顯著,尤其是800℃退火處理能有效消除內(nèi)應(yīng)力,同時使晶粒尺寸控制在20-50μm的理想范圍。這種材料雖然成本較高(約是普通鋼材的8-10倍),但在高溫高壓等極端工況下的長壽命表現(xiàn)使其具有極佳的性價比。