电炉丝的脆化现象及预防

2020-08-10

  电炉丝的脆化现象在铁铬铝系电热合金中表现更明显,主要有以下几方面:

  (1)475X:脆性:含铬量超过15%的铁铬合金在400〜5CKTC长期保温后,会出现合金硬度上升塑性下降的现象,通常把这种现象称为475X:脆性。这种脆化现象同合金含铬量密切相关,合金中加入钛、铝、铌、硅等元素会加剧这种脆性。目前尚无消除方法,因此,铁铬铝系电热合金要避幵在此温度区域内进行成形加工和使用。

  (2)电炉丝a相脆性:

  含铬大于27%的铁铬铝合金,在500〜800 UC区间长期使用时,铁素体内会析出“CrFe”型金属型化合物(即〇相)。高硬度的a相析出后引起合金塑性急剧下降,出现脆化现象。但是,这种现象可以预防,因为含铬较高的超高温级铁铬铝合金的正常使用温度高于80CTC,这时a相已经溶解。所以,对高温使用的合金无影响。只要注意避免合金在80CTC以下长时间保温,就可避免因(T相析出而引起的脆性。

  (3)高温脆性:高温脆性是指因铁素体晶粒在高温下粗化而引起塑性急剧下降现象。铁素体晶粒尺寸大小对合金的常温塑性有明显的影响,晶粒尺寸越大合金塑性越低。

  电炉丝的脆化现象铁铬铝系电热合金具有明显的高温脆化倾向,这是其很大的缺点。当温度超过合金的再结晶温度时(720〜78(TC)铁素体晶粒就开始长大。900X:以下时晶粒长大速度很慢,超过90CTC以上时晶粒长大速度加快,超过1000 X:时晶粒急速长大。图2-6和图2-7是在不同温度下保温2h后的铁素体晶粒度。

  高温下铁素体晶粒长大给合金的焊接带来了困难,因为焊接时的高温会使焊缝和热影响区晶粒粗化,导致合金脆化。此外,长期高温使用后的电热元件很脆无法维修等。因此,改善高温脆性对铁铬铝系电热合金成为至关重要的问题。

  为了改善铁铬铝电热合金的高温脆性,降低晶粒快速K大的开始温度,可向合金中加入少量钛、镧、#、钇等元素。作者曾经研究了向镍铬和铁铬铝电热合金中加入〇•10%〜〇•40%的铈镧混合稀土合金,可以降低晶粒长大速度,改善高温脆性[s]。采用粉末冶金方法生产的铁铬铝合金,可以显着减缓铁素体晶粒长大趋势。将合金在1300℃下加热511后,其延伸率为4.9%,而用冶炼法生产的合金延伸率仅1%.

  综上所述,铁素体合金的脆性很难完全消除,这是其本身结晶构造所决定。但是,采用下列措施可能获得具有较好塑性的铁铬铝系电热合金:

  (1)降低合金中间隙原子碳和氮的含量在溶解度水平。使C+N<0.010%,避免形成碳化物和氮化物析出,可显着提高合金的塑性。

  (2)控制合金中铬含量在23%以下,使c相不会出现。

  (3)向合金中加入适M的(0.2%〜0.5%)稀土元素,以减缓合金在高温时晶粒长大速度>

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