影響電熱合金Cr20Ni80使用壽命因素的初探.pdf

1、Cr20Ni80是電熱工程材料中電熱合金的一種。近年來電熱合金的需求量急劇增加，由于Cr20Ni80具有良好常溫和高溫力學(xué)性能、高溫抗氧化性能、均勻的電氣物理性質(zhì)及良好的加工工藝性能而受到廣泛關(guān)注。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)生產(chǎn)的Cr20Ni80合金的使用壽命遠(yuǎn)低于國外的同類產(chǎn)品。為了節(jié)省昂貴的鎳和鉻等戰(zhàn)略物質(zhì)，本文從研究影響Cr20Ni80性能的因素入手，找出影響其使用壽命的因素，從而找出提高其使用壽命的方法。因此本課題的提出具有一定的實(shí)際意義。

2、 本文詳細(xì)介紹了與Cr20Ni80合金有關(guān)的基礎(chǔ)理論和相關(guān)研究報(bào)告。當(dāng)前研究表明，Cr20Ni80合金內(nèi)部的夾雜物和表面氧化膜結(jié)構(gòu)及性質(zhì)是影響其使用壽命的重要因素。本文對(duì)Cr20Ni80合金的宏觀缺陷、內(nèi)部微觀組織和表面氧化膜結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行了深入的研究分析。 結(jié)果表明：Cr20Ni80合金棒材表面存在微裂紋，鑄錠內(nèi)部出現(xiàn)氣孔和疏松等缺陷，這些缺陷的存在可導(dǎo)致合金成材率降低。合金內(nèi)部存在以C、O、Al、Si、Ca、Ti和F

3、e等元素組成的夾雜物，主要為氧化鋁類、硅酸鹽類、氧化硅類等夾雜物，采用電解分離夾雜物的方法可以觀察到夾雜物的具體形狀，有塊狀、球狀、條狀和絮狀等。尺寸最大可達(dá)到200μm左右，夾雜物的存在使棒材在后期的軋制和拉拔過程中產(chǎn)生微裂紋，影響成品的力學(xué)性能，進(jìn)而影響合金的使用壽命。 用恒溫氧化的方法測(cè)定了Cr20Ni80合金在700～1100℃的氧化動(dòng)力學(xué)曲線，其氧化動(dòng)力學(xué)曲線符合拋物線規(guī)律。1000℃以下，Cr20Ni80合金屬于完全

4、抗氧化級(jí)；1000℃以上為抗氧化級(jí)。X射線、掃描電鏡和能譜儀分析表明，Cr20Ni80合金氧化膜結(jié)構(gòu)主要以Cr2O3為主，還存在少量的NiO和NiCr2O4相，所占的比例和氧化溫度及時(shí)間有關(guān)。在700℃20h觀察膜有脫落，并且出現(xiàn)了內(nèi)氧化。通電氧化在一定范圍內(nèi)可推遲氧化膜的形成和脫落。合金表面裂紋等缺陷處是氧化物的優(yōu)先形核點(diǎn)，表面夾雜物的出現(xiàn)使氧化膜易脫落，氧化膜的脫落使合金的氧化速度增加，影響合金的抗氧化性能，進(jìn)而影響合金的使用壽命。