發(fā)布時(shí)間：2019-04-15 15:38

【摘要】：Cr20Ni80合金是N i-C r系電熱合金中的典型代表,因其具有高的熔點(diǎn)、穩(wěn)定的電阻率、較強(qiáng)的抗高溫氧化能力、以及良好的室溫力學(xué)性能和高溫力學(xué)性能、長的使用壽命等諸多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用到機(jī)械、冶金、工業(yè)用爐等領(lǐng)域。由于Cr20Ni80電熱合金特殊的工作環(huán)境,決定了高溫抗氧化性是它的最重要的性能,所以國內(nèi)外對鎳基電熱合金抗氧化性進(jìn)行了多方面的研究,但這些研究都是采用在加熱爐內(nèi)加熱氧化的方法,與電熱合金使用時(shí)自身電加熱的實(shí)際情況不相符。爐內(nèi)加熱時(shí)電熱合金溫度是從外部傳輸?shù)胶辖饍?nèi)部的,但電加熱時(shí)電熱合金是發(fā)熱體,溫度由合金向周圍傳輸,兩者的溫度場分布可能存在差異。本文采用自制的電熱合金電加熱研究裝置研究了Cr20Ni80合金的高溫氧化過程。Cr20Ni80合金電熱元件的使用溫度是950~1100℃,實(shí)驗(yàn)室一般采用提高溫度的加速實(shí)驗(yàn)測定其使用壽命,國標(biāo)《GB/T 1234-2012高電阻電熱合金》規(guī)定的Cr20Ni80電熱合金的快速壽命測定溫度為1200℃。所以本文在1200℃下測試Cr20Ni80電熱合金絲的快速壽命,繪制電阻隨時(shí)間變化曲線,根據(jù)這條曲線,選取在1200℃下通電加熱不同時(shí)間段的Cr20Ni80電熱合金絲表面氧化膜的形貌與成分進(jìn)行分析,同時(shí)還選取900-1100℃溫度范圍的恒溫氧化實(shí)驗(yàn),分析在不同加熱溫度下的Cr20Ni80電熱合金絲表面氧化膜的差異,初步探究Cr20Ni80合金的氧化機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:Cr20Ni80合金在1200℃下的通電氧化符合氧化過程的三階段理論,在快速氧化階段,合金表面氧化膜主要由Ni的氧化物NiO和Cr的氧化物Cr2O3組成,并且N iO和C r2O3會(huì)發(fā)生固相反應(yīng)生成N iC r2O4覆蓋在基體的表面;在穩(wěn)態(tài)氧化階段,合金表面氧化膜主要由致密的Cr2O3組成,降低基體的氧化速度;在失穩(wěn)階段,由于氧化膜中應(yīng)力的存在,導(dǎo)致外層氧化膜大量剝落,露出疏松多孔的內(nèi)氧化膜,基體又將發(fā)生快速氧化,此時(shí),Cr20Ni80電熱合金絲即將斷裂。對Cr20Ni80電熱合金絲熔斷斷口進(jìn)行形貌觀察和成分分析,可以認(rèn)為加工過程中殘留合金中的氣孔和雜質(zhì)是合金絲失效的重要原因。Cr20Ni80電熱合金絲在不同溫度下通電加熱時(shí),發(fā)現(xiàn)隨著溫度的提高,合金表面氧化膜中Cr含量也相應(yīng)提高,說明隨著溫度的提升,金屬離子的擴(kuò)散速率也會(huì)相應(yīng)增加。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG174.4;TG132.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2458274