發(fā)布時間：2017-11-03 00:28

  本文關鍵詞：Cr20Ni80合金絲電加熱過程研究

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【摘要】：電熱合金就是利用導體自身電阻產(chǎn)生的焦耳熱將電能轉(zhuǎn)化為熱能的功能性合金材料,理論上,電熱合金將電能幾乎全部轉(zhuǎn)換成了熱能,所以其轉(zhuǎn)化效率最高可接近于100%,因而這是一種高效節(jié)能的能量轉(zhuǎn)化材料,應用前景廣闊,電熱合金已經(jīng)在工業(yè)部門以及家用電器領域得到了廣泛的應用。但是某些工業(yè)爐用Cr20Ni80電熱合金服役環(huán)境苛刻,壽命幾乎不到一年,其平均壽命只有3個月左右,因此為了資源的可持續(xù)發(fā)展,找出影響Cr20Ni80電熱合金使用壽命因素以及研發(fā)并提高Cr20Ni80電熱合金的使用壽命是當務之急。采用20A恒流直流電源對長30mm,直徑1.0mm的Cr20Ni80電熱合金絲持續(xù)通電加熱氧化,研究Cr20Ni80電熱合金絲加熱氧化過程中電阻和晶粒大小的變化,通過SEM和EDS對Cr20Ni80電熱合金絲的組織及氧化膜進行形貌和成分的研究。結(jié)果表明:Cr20Ni80電熱合金絲加熱后,小晶粒被吞并形成大晶粒,電阻增大,并產(chǎn)生磁性;橫斷面產(chǎn)生坑洞,邊緣坑洞多,中心坑洞少;合金絲周圍產(chǎn)生一層致密的氧化膜,氧化膜最外層是Ni O層,氧化膜最內(nèi)層是Cr2O3層;Si元素存在于氧化膜的最兩側(cè),將氧化膜包裹起來,阻礙氧的擴散,提高了合金的高溫抗氧化性能,同時提高鎳基合金的塑性。在自加熱過程中,Cr20Ni80電熱合金絲表面因氧化而產(chǎn)生的氧化膜變厚,合金絲的溫度出現(xiàn)內(nèi)部高而外壁低,導致內(nèi)外應力大小不同,當氧化膜厚度達到一定厚度之時,氧化膜就發(fā)生脫落,進而Cr20Ni80電熱合金絲基體失去保護,加快其氧化速率,最終導致其失效。通過以上的分析,我們找到了Cr20Ni80電熱合金絲失效的一些因素,進行具體的分析,為后期研發(fā)出新的使用壽命更長的Cr20Ni80電熱合金可提供一定的幫助。
【關鍵詞】：Cr20Ni80電熱合金 電熱絲 電阻率 氧化膜
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG144
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 研究背景10
• 1.2 研究意義10-11
• 1.3 電熱合金發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.3.1 電熱合金國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 電熱合金國外發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.4 電熱合金的分類及組織13-15
• 1.5 電熱合金的物理性能15-16
• 1.5.1 電阻率15-16
• 1.5.2 電阻溫度修正系數(shù)16
• 1.5.3 熱膨脹系數(shù)16
• 1.6 電熱合金的力學性能16-17
• 1.6.1 電熱合金的室溫力學性能16-17
• 1.6.2 電熱合金的高溫力學性能17
• 1.7 Cr20Ni80電熱合金高溫抗氧化性能17-18
• 1.8 合金元素對Cr20Ni80電熱合金的影響18-20
• 1.9 本文研究內(nèi)容20-22
• 第2章 Cr20Ni80電熱合金組織及力學性能22-33
• 2.1 Cr20Ni80電熱合金的工藝流程22-23
• 2.2 Cr20Ni80電熱合金組織及力學性能分析23-32
• 2.2.1 Cr20Ni80電熱合金軋制后組織及力學性能24-28
• 2.2.2 Cr20Ni80電熱合金固溶酸洗后組織及力學性能28-32
• 2.3 本章小結(jié)32-33
• 第3章 Cr20Ni80電熱合金預氧化處理33-37
• 3.1 Cr20Ni80電熱合金絲的預氧化處理33-35
• 3.2 預氧化處理對金相組織的影響35
• 3.3 Cr20Ni80電熱合金絲金相組織評定35-36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 第4章 Cr20Ni80電熱合金絲電加熱過程研究37-52
• 4.1 Cr20Ni80電熱合金絲電加熱氧化過程37-40
• 4.2 Cr20Ni80電熱合金絲加熱前后組織40-42
• 4.3 Cr20Ni80電熱合金斷口及脫落氧化膜研究42-45
• 4.4 Cr20Ni80電熱合金絲加熱初期氧化膜分析45-46
• 4.5 Cr20Ni80電熱合金燒斷絲氧化膜及基體分析46-50
• 4.6 本章小結(jié)50-52
• 結(jié)論52-54
• 參考文獻54-57
• 致謝57-58
• 附錄A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術(shù)論文目錄58

【參考文獻】

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本文編號：1133873