Cr20Ni80電熱合金絲材加工過程中組織演變及力學(xué)性能的研究.pdf

1、高電阻電熱合金是廣泛用于工業(yè)和家庭等領(lǐng)域的電加熱材料，市場容量很大。某公司是國內(nèi)最早從事高電阻電熱合金生產(chǎn)的重點(diǎn)企業(yè)。本文研究了該公司Cr20Ni80電熱合金生產(chǎn)制造過程中組織及力學(xué)性能的演變規(guī)律，為其控制產(chǎn)品質(zhì)量和提高使用壽命提供參考。為了考察電渣重熔對 Cr20Ni80鑄錠組織和力學(xué)性能的改善程度，對比研究了鑄錠和電渣錠的宏觀橫斷面組織、夾雜物和力學(xué)性能。結(jié)果表明，鑄錠經(jīng)電渣重熔后的電渣錠大頭（先凝固區(qū)域）柱狀晶區(qū)范圍縮小，中心等軸

2、晶區(qū)所占比例為半徑的三分之二左右。電渣錠小頭（后凝固區(qū)域）靠近模壁的細(xì)晶粒區(qū)范圍擴(kuò)大，柱狀晶基本消失。等軸晶晶粒從中間到邊部呈縮小趨勢。電渣錠小頭等軸晶粒大于大頭等軸晶粒。電子探針分析結(jié)果表明鑄錠中夾雜物主要有5類，其中以第三類夾雜物為主要夾雜物。電渣重熔后電渣錠中沒有新類型的夾雜物出現(xiàn)。通過對鑄錠夾雜物數(shù)量及尺寸的分析，發(fā)現(xiàn)夾雜物在上浮過程中被結(jié)晶雨所捕獲并沉降到底部是鑄錠底部夾雜物聚集的機(jī)制。電渣重熔后，電渣錠的夾雜物數(shù)量減小了48

3、.3%，并且分布更加均勻。電渣錠比下注錠延伸率提高8～9倍，沖擊功提高5～6倍。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴電渣錠去除表面渣皮后經(jīng)5噸電液錘在1080～850℃溫度之間鍛造開坯，加工成80mm×80mm的方坯。發(fā)現(xiàn)橫截面上觀察，方坯從邊緣到中心的再結(jié)晶進(jìn)行得非常完全。晶粒度等級也相近?？v截面上觀察，從對應(yīng)于電渣錠大頭到小頭的方坯部位其晶粒有較顯著的長大，平均晶粒度等級從8.5變化到6.7；求方坯橫截面不同部位——邊緣和中心屈強(qiáng)比的

4、平均值，得到中間偏小頭部位的屈強(qiáng)比最低。求其延伸率的平均值得到方坯中間偏小頭部位的延伸率為最大。從屈強(qiáng)比和延伸率兩方面來看，都是中間偏小部位的塑性最好；邊緣和中心的沖擊功沿縱向變化趨勢基本相同，求其平均值得到中間部位的沖擊功為最大。從大頭到中間為增大的趨勢，從中間到小頭是減小的趨勢。⑵選取對應(yīng)電渣錠中間，橫向上邊緣到中間二分之一處的鍛造方坯組織，對其進(jìn)行了EBSD孿晶形貌的分析。從其晶界取向圖中發(fā)現(xiàn)在再結(jié)晶粒晶界處有大量未長大的亞結(jié)構(gòu)，

5、再結(jié)晶晶粒內(nèi)有少量此種亞結(jié)構(gòu)。在熱軋后、固溶處理、各拔程)、固溶處理前后的線材上取橫向樣和縱向樣進(jìn)行組織觀察。發(fā)現(xiàn)熱軋后樣品的動態(tài)再結(jié)晶進(jìn)行得相當(dāng)充分，晶粒尺寸均勻，同時存在相當(dāng)數(shù)量的退火孿晶。固溶處理后，晶粒有明顯的長大，同時存在相當(dāng)數(shù)量的退火孿晶。在拉拔后橫向來看晶粒破碎嚴(yán)重，縱向上來看，晶粒被沿拉拔方向拉長。從縱向和橫向來看晶粒內(nèi)部都有大量的形變帶存在。在5.7mm線材固溶熱處理后，靜態(tài)再結(jié)晶進(jìn)行完全，晶粒大小均勻，存在相當(dāng)數(shù)量的

6、退火孿晶。拉拔到5.7mm后，線材各部分力學(xué)性能均勻，延伸率平均值為12%，屈服強(qiáng)度平均值為1045MPa；固溶后分別變?yōu)?3.5%及239MPa。當(dāng)拉拔到2.3mm絲材時，延伸率平均值為7.5%，屈服強(qiáng)度平均值。⑶隨著變形量的加大織構(gòu)有變化，但織構(gòu)的變化越來越小并且變形量越大，再結(jié)晶織構(gòu)強(qiáng)度越大。固溶處理形成的再結(jié)晶基體晶粒是由冷拔態(tài)殘留的小晶體作為實(shí)際的核心形成的，當(dāng)某些特定取向的殘留小晶體激發(fā)形核后，它們長大便形成某種特定的再結(jié)晶