百米级超细钨丝成形过程中微观结构演变与力学性能强化机制研究

本文系统研究了W-0.5wt%La2O3合金在热加工过程中的微观结构演化规律，通过电子背散射衍射（EBSD）和透射电镜（TEM）等技术揭示了晶界强化与位错密度增加的协同强化机制。研究发现当丝径达0.035mm时，钨晶纤维宽度细化至25-55nm，抗拉强度达5706.82MPa，为光伏硅片切割用超细高强钨丝制备提供了重要理论依据。

　　

Highlight

【研究背景】

光伏硅片切割需要实现更大硅片尺寸与更薄厚度，传统金刚石涂层高碳钢丝因材料强度极限（抗拉强度≤3500MPa）和可达到的最小丝径（线径≥35μm）受限，无法同时满足高硅片产出率和切割效率的双重要求。相较而言，钨丝具有显著优势。

【实验方法】

采用粉末冶金法制备W-0.5wt%La₂O₃合金，通过固-固掺杂方式在V型混料机中将纯钨粉与0.5wt%La₂O₃粉末混合16小时。微量杂质可能引发异常晶粒生长并降低钨合金的热加工性能，例如过量氧会显著降低再结晶温度。

【烧结微观结构】

烧结态W-0.5wt%La₂O₃合金棒材横截面的EBSD图像和背散射电子图像如图2所示。图2(a)显示烧结合金微观结构的IPF图像，取向呈随机分布。每个晶粒内均匀的颜色表明晶粒内部取向一致。图2(b)为对应区域的相图，可见横截面上钨晶粒均匀分布。

【结论】

通过扫描电镜（SEM）、电子背散射衍射（EBSD）和透射电镜（包括高分辨TEM）研究了大变形过程中W-0.5wt%La₂O₃合金的微观结构演变，并探索了累积应变诱导的丝材强化机制。主要结果如下：

1. 1.
   采用粉末冶金法制备了实验所需的W-0.5wt%La₂O₃钨合金