本文關鍵詞： Cr20Ni80 電渣重熔 夾雜物 EBSD分析 晶粒度 線材 固溶處理　出處：《蘭州理工大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：高電阻電熱合金是廣泛用于工業(yè)和家庭等領域的電加熱材料,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)的重點企業(yè)。本論文研究了該公司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)靠近模壁的細晶粒區(qū)范圍擴大,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制。電渣重熔后,電渣錠的夾雜物數(shù)量減小了48.3% ,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。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)(1 )橫截面上觀察,方坯從邊緣到中心的再結(jié)晶進行得非常完全。晶粒度等級也相近�？v截面上觀察,從對應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。(2)求方坯橫截面不同部位——邊緣和中心屈強比的平均值,得到中間偏小頭部位的屈強比最低。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。從屈強比和延伸率兩方面來看,都是中間偏小部位的塑性最好。(3)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( 209.75J)。從大頭到中間為增大的趨勢,從中間到小頭是減小的趨勢。選取對應電渣錠中間,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),再結(jié)晶晶粒內(nèi)有少量此種亞結(jié)構(gòu)。在熱軋后(φ8.0mm)、固溶處理、各拔程(φ5.7mm、φ2.3mm 及 φ1.0mm)、固溶處理前后的線材上取橫向樣和縱向樣進行組織觀察。發(fā)現(xiàn)熱軋后樣品的動態(tài)再結(jié)晶進行得相當充分,晶粒尺寸均勻,同時存在相當數(shù)量的退火孿晶。固溶處理后,晶粒有明顯的長大,同時存在相當數(shù)量的退火孿晶。在拉拔后橫向來看晶粒破碎嚴重,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φ5.7mm線材固溶熱處理后,靜態(tài)再結(jié)晶進行完全,晶粒大小均勻,存在相當數(shù)量的退火孿晶。拉拔到φ5.7mm后,線材各部分力學性能均勻,延伸率平均值為12% ,屈服強度平均值為1045MPa ;固溶后分別變?yōu)?3.5%及239MPa。當拉拔到φ2.3mm絲材時,延伸率平均值為7.5% ,屈服強度平均值為443MPa ;固溶后延伸率和屈服強度變?yōu)?3%及185MPa ;當拉拔到φ1.0mm成品絲材時,固溶前已基本沒有塑性,固溶后屈強比達到0.43。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際的核心形成的,當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)晶基體織構(gòu)。得到Cr20Ni80線材退火孿晶的取向保持漫散,沒有明顯的擇優(yōu),不受變形量的影響,這說明在固溶過程中Cr20Ni80電熱合金的孿晶變體大部分都成功開動。
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【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TG132.3

【參考文獻】

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本文編號：1549346