影响Cr20Ni80电热合金使用寿命因素的研究现状

综述对Cr20Ni80使用寿命影响因素的研究进展。Cr20Ni80的表面氧化膜是影响其使用寿命的重要因素,氧化膜越致密,与基体粘结力越强,其使用寿命越长。Cr20Ni80合金中存在的其他元素如氮、氧、碳、硅和稀土等对其力学性能和抗氧化性能的影响是复杂的。同时也不可忽视环境介质对合金的作用。

晶粒尺寸对Cr20Ni80电热合金电阻率的影响

通过拉伸变形和再结晶退火改变Cr20Ni80的晶粒尺寸,研究了晶粒尺寸对Cr20Ni80电阻率的影响,并分析了原因。结果表明,材料变形越大,晶粒尺寸越小,其电阻率值就相对较高,且晶粒较大时,晶粒尺寸的变化对电阻率影响较显著。

国内Cr20Ni80电热合金组织及性能对比研究

文章通过对国内4个厂家Cr20Ni80产品的化学成分、组织、电阻率、力学性能及快速寿命进行对比,研究了影响Cr20Ni80合金电阻率、室温力学性能及快速寿命的因素。结果表明,四个厂家试样的化学成分、力学性能和电阻率值均达到国家标准,但试样的晶粒尺寸差别较大,可能与各厂家的生产工艺有关。当合金中含铬量较高,夹杂物的含量较高、尺寸较大时,合金的电阻率值相对较高;合金晶粒越细,合金的室温力学性能就越好;合金的夹杂物含量越高、尺寸越大,合金的快速寿命越低。

Cr20Ni80合金棒材闪光对焊特性

对电热合金Cr20Ni80进行连续闪光对焊研究,讨论其焊接接头的力学性能、微观组织和接头硬度.结果表明:在选定的工艺参数条件下,焊缝结合良好,接头平均抗拉强度达到555MPa,延伸率为18.7%,断面收缩率为20.8%;接头结合致密,无明显焊接缺陷;在焊缝处硬度最低,两侧的热影响区硬度明显增大,与母材相比没有出现软化现象.闪光对焊对Cr20Ni80合金的焊接具有良好的适应性,可得到性能优良的焊接接头.

氮含量对电热合金Cr20Ni80组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、维氏硬度计、拉伸试验机和电子探针分析仪(EPMA)等仪器研究了不同氮含量对Cr20Ni80电热合金组织和力学性能的影响。结果表明:合金显微组织中存在一些非金属夹杂物,主要为氮化物。随着氮含量增加,夹杂物的析出开始增多,且晶粒尺寸得到细化;合金的硬度和抗拉强度都随氮含量的上升先增加后减少;当氮含量为0.0331%时,室温力学性能最佳,硬度和抗拉强度达到最大值,分别为224.9 HV和868.6 MPa。

Cr20Ni80电热合金丝的加热失效分析

采用20A恒流直流电源对长30 mm、直径0.8 mm的Cr20Ni80电热合金丝持续通电加热氧化。研究了Cr20Ni80合金丝氧化失效过程中电阻和晶粒大小的变化。通过SEM和EDS对该合金丝的组织及氧化膜进行研究。结果表明:该合金丝烧断后,小晶粒变成大晶粒,电阻增大,并产生磁性;横断面基体表面产生坑洞,边缘坑洞多,中心坑洞少;合金丝周围产生一层致密的氧化膜,氧化膜最外层是NiO层,氧化膜最内层是Cr_2O_3层;Si元素存在于氧化膜的两侧,阻碍氧的扩散,提高了合金的高温抗氧化性能,同时提高了镍基合金的塑性。

Cr20Ni80电热合金电渣重熔数值模拟

采用ANSYS软件中的热电耦合单元,研究了电渣重熔过程中熔铸电流、冷却系数及渣池深度对金属熔池温度分布的影响。采用ProCAST软件中的CAFE模块模拟了铸锭的微观组织,并将模拟结果与实际实验的微观组织进行了对比。结果表明:随着电流的增加整体温度逐渐上升;随着冷却系数以及渣池深度的增加,熔池温度逐渐降低,熔池深度逐渐变浅。实际生产与软件模拟的Cr20Ni80电热合金组织都由表层细晶区、柱状晶区以及等轴晶区3部分组成,且晶粒大小相近,说明模拟结果与实验结果具有一定的吻合性。

变形量对电热合金Cr20Ni80组织和力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、维氏硬度计、拉伸试验机和电子探针分析仪(EPMA)等研究了不同变形量对Cr20Ni80电热合金组织和力学性能的影响。结果表明:合金经热轧后显微组织中析出的主要夹杂物为氮化物和碳化物;随着变形量的增大即试样直径的减小,夹杂物的析出开始增多,且分布不均匀,试样的抗腐蚀能力逐渐增强,合金的硬度和抗拉强度都先降后升;当变形后直径为3.2 mm时,试样的室温力学性能最差。

渗铝涂层对Cr20Ni80电热合金丝抗氧化性能的影响

为提高电热合金丝的抗高温氧化性能,采用固体粉末包埋法在Cr20Ni80电热合金丝表面制备渗铝涂层,通过高电阻电热合金快速寿命装置对渗铝试样在恒温1 000℃下进行高温氧化试验、在恒温1 200℃下进行快速寿命测试并拟合电阻随时间的变化曲线,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和热重分析仪(TGA)研究了渗铝涂层结构、氧化膜形貌、氧化膜相组成以及渗铝试样氧化动力学。结果表明:渗铝试样快速寿命相较于未渗铝试样提高了7.62%。渗铝涂层为双层结构,内外层厚度约为5μm和40μm。渗铝试样氧化动力学曲线基本符合抛物线规律。氧化膜分为3层:最外层为Al2O3与微量NiO;次外层为Ni Al及少量Al2O3、NiO;最内层是富Cr层和Cr2O3,并存在少量不连续分布的Si O2。氧化初期,渗铝试样迅速在表面形成了一层均匀致密的Al2O3保护性氧化膜,有效地改善了Cr20Ni80电热合金丝抗氧化性能。

Cr20Ni80电热合金电渣重熔热电场模拟

采用有限元软件ANSYS模拟了Cr20Ni80电热合金电渣重熔系统处于稳态时的热电场分布,并且研究分析了重熔系统中渣池部分和金属熔池与铸锭部分的温度、热流密度、电位以及电流密度的分布。模拟结果表明:重熔系统稳态时高温区主要集中在渣池部分;在自耗电极端部、结晶器以及渣金界面处热流密度大;系统电位基本为层状分布,自耗电极端部电位最高,电流密度也最大;从自耗电极向下,电位、电流逐渐降低,铸锭电位基本为零。试验结果表明:根据有限元模拟结果来改进生产工艺,可以改善铸锭的微观组织。

Al和Fe对Cr20Ni80电热合金性能影响的第一性原理研究

采用第一性原理和实验相结合的方法探究了Al和Fe掺杂对Cr20Ni80电热合金弹性性能和电性能的影响。构建了Cr20Ni80超晶胞模型,确定了Al和Fe在超晶胞中的占位,并对模型的准确性进行了验证,计算了体系掺杂前后的形成热、结合能及能带结构,预测了Al和Fe掺杂对合金性能的影响趋势,并采用拉伸试验、X射线衍射以及电阻率测试等方法进行了验证。结果表明,Al和Fe的掺杂没有改变合金的物相,但导致合金的晶格发生了畸变,原子之间电子云的重新分布降低了合金的强度但提高了其塑性;掺杂使合金导带的能量范围变窄,合金的电阻增大。实验结果与第一性原理计算预测结果一致。

Cr20Ni80电热合金盘圆轧制孔型应用研究

镍铬类电热合金是重要的电热工程材料,盘圆轧制是这类线材生产的重要工序。本文研究了采用横列式轧机轧制 Cr20Ni80电热合金盘圆的孔型设计,对易产生的轧制缺陷进行了分析,提出了孔型优化方案。

基于Deform的Cr20Ni80合金锻造过程的裂纹成因分析

为了分析Cr20Ni80电热合金锻造开裂的因素,利用Deform软件对其锻造过程进行数值模拟,并根据应力应变分析其产生裂纹的影响因素.结果表明,随着时间的推移,Cr20Ni80合金的温度逐渐降低,锻造应力逐渐增大;Cr20Ni80合金在1200℃等温条件下锻造时,其应力最大值远低于其抗拉强度650MPa,可以得到高质量锻件.为了避免微裂纹的产生,Cr20Ni80合金的锻造温度应为910~1200℃.

Cr20Ni80高电阻电热合金靶的切削加工

1．前言 Cr20Ni80高电阻电热合金靶是真空磁控溅射镀膜生产线中使用的一种镀膜靶材。Cr20Ni80高电阻电热合金属难切削材料，机械加工难度很大，各生产线为了确保镀膜玻璃的质量均一直从国外进口。为了降低镀膜成本，缩短加工周期，国内各靶材使用企业提出了国产化的要求，其重点是解决Cr20Ni80高电阻电热合金的切削加工难题。

Cr20Ni80电热合金电渣重熔微观组织研究

采用ANSYS软件研究了冷却系数对Cr20Ni80电热合金电渣重熔铸锭温度分布的影响,采用Pro CAST软件中的CAF模块研究了冷却系数以及形核过冷度对Cr20Ni80电热合金铸锭微观组织的影响,并将模拟结果与实际生产的铸锭微观组织进行了比较分析。结果表明,Cr20Ni80电热合金电渣重熔铸锭的温度随冷却系数以及形核过冷度的增加而降低,柱状晶比例逐渐增大,铸锭底部的三角形晶区域也随着扩大。实际生产的Cr20Ni80电热合金电渣重熔的铸锭组织形貌与模拟结果比较接近。

Nb含量对Cr20Ni80合金组织和力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)和电子探针分析(EPMA),研究了0、0.3%、0.5%和1%的Nb含量的Cr20Ni80电热合金的微观组织和成分,并用拉伸试验机和扫描电镜(SEM)研究了不同Nb含量的Cr20Ni80电热合金的拉伸性能、断口微观组织特征及其断裂机制。结果表明,添加Nb明显使Cr20Ni80合金组织等轴晶增多,细化了晶粒组织,且Nb富集于晶界。Cr20Ni80合金室温断口属于塑性断裂,室温抗拉强度与屈服强度随Nb含量的增加而提高,由不含Nb时的515 MPa和265 MPa增加为含1%Nb合金的572 MPa和346 MPa;但合金的室温断后伸长率却随Nb的上升而下降,由不含Nb时的56.5%降为Nb含量为1%时的49%。

Cr20Ni80合金1200℃恒温氧化行为

通过静态氧化法研究了Cr20Ni80电热合金在空气中电加热到1 200℃的恒温氧化行为。使用无纸记录仪记录了Cr20Ni80合金两端电流电压的变化,扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)分析研究了氧化60、120h的氧化膜表面与截面形貌、表面氧化膜的相组成以及氧化层中元素分布情况。结果表明,Cr20Ni80合金在1 200℃下的氧化过程符合氧化过程的三阶段理论。氧化60h正处于氧化的第二阶段,氧化产物区分为三层,最外层主要包括NiO与NiCr_2O_4,中间层为Cr_2O_3,最内层为SiO_2内氧化层,其中最外层基本剥落。氧化120h为氧化的第三个阶段初期,此时,氧化膜剥落严重,Cr20Ni80合金丝即将断裂。

Cr20Ni80电热合金高温压缩过程中的组织演变

为了研究电热合金Cr20Ni80在热变形过程中的组织演变规律,在Gleeble-1500D热模拟试验机上对该合金进行了高温压缩试验,并绘制了变形温度为900-1220℃、应变速率为0.001-10 s^-1条件下合金的真应力-真应变曲线,同时对热变形后的金相组织进行了分析。结果表明：在相同的温度下,流变应力与变形速率正相关;在相同的速率下,流变应力与变形温度反相关;Cr20Ni80合金在高温变形过程中,与应变速率相比其组织演变过程对温度更为敏感。在较高的温度下及低应变速率下,原子有充足的时间和足够的能量进行扩散,利于组织的演变,且能够改善合金内部因锻造而产生的流线分布。