Cr20Ni80合金丝电加热过程研究

发布时间：2017-11-03 00:28

  本文关键词：Cr20Ni80合金丝电加热过程研究

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【摘要】：电热合金就是利用导体自身电阻产生的焦耳热将电能转化为热能的功能性合金材料,理论上,电热合金将电能几乎全部转换成了热能,所以其转化效率最高可接近于100%,因而这是一种高效节能的能量转化材料,应用前景广阔,电热合金已经在工业部门以及家用电器领域得到了广泛的应用。但是某些工业炉用Cr20Ni80电热合金服役环境苛刻,寿命几乎不到一年,其平均寿命只有3个月左右,因此为了资源的可持续发展,找出影响Cr20Ni80电热合金使用寿命因素以及研发并提高Cr20Ni80电热合金的使用寿命是当务之急。采用20A恒流直流电源对长30mm,直径1.0mm的Cr20Ni80电热合金丝持续通电加热氧化,研究Cr20Ni80电热合金丝加热氧化过程中电阻和晶粒大小的变化,通过SEM和EDS对Cr20Ni80电热合金丝的组织及氧化膜进行形貌和成分的研究。结果表明:Cr20Ni80电热合金丝加热后,小晶粒被吞并形成大晶粒,电阻增大,并产生磁性;横断面产生坑洞,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Ni O层,氧化膜最内层是Cr2O3层;Si元素存在于氧化膜的最两侧,将氧化膜包裹起来,阻碍氧的扩散,提高了合金的高温抗氧化性能,同时提高镍基合金的塑性。在自加热过程中,Cr20Ni80电热合金丝表面因氧化而产生的氧化膜变厚,合金丝的温度出现内部高而外壁低,导致内外应力大小不同,当氧化膜厚度达到一定厚度之时,氧化膜就发生脱落,进而Cr20Ni80电热合金丝基体失去保护,加快其氧化速率,最终导致其失效。通过以上的分析,我们找到了Cr20Ni80电热合金丝失效的一些因素,进行具体的分析,为后期研发出新的使用寿命更长的Cr20Ni80电热合金可提供一定的帮助。
【关键词】：Cr20Ni80电热合金 电热丝 电阻率 氧化膜
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG144
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 研究背景10
• 1.2 研究意义10-11
• 1.3 电热合金发展现状11-13
• 1.3.1 电热合金国内发展现状11-12
• 1.3.2 电热合金国外发展现状12-13
• 1.4 电热合金的分类及组织13-15
• 1.5 电热合金的物理性能15-16
• 1.5.1 电阻率15-16
• 1.5.2 电阻温度修正系数16
• 1.5.3 热膨胀系数16
• 1.6 电热合金的力学性能16-17
• 1.6.1 电热合金的室温力学性能16-17
• 1.6.2 电热合金的高温力学性能17
• 1.7 Cr20Ni80电热合金高温抗氧化性能17-18
• 1.8 合金元素对Cr20Ni80电热合金的影响18-20
• 1.9 本文研究内容20-22
• 第2章 Cr20Ni80电热合金组织及力学性能22-33
• 2.1 Cr20Ni80电热合金的工艺流程22-23
• 2.2 Cr20Ni80电热合金组织及力学性能分析23-32
• 2.2.1 Cr20Ni80电热合金轧制后组织及力学性能24-28
• 2.2.2 Cr20Ni80电热合金固溶酸洗后组织及力学性能28-32
• 2.3 本章小结32-33
• 第3章 Cr20Ni80电热合金预氧化处理33-37
• 3.1 Cr20Ni80电热合金丝的预氧化处理33-35
• 3.2 预氧化处理对金相组织的影响35
• 3.3 Cr20Ni80电热合金丝金相组织评定35-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第4章 Cr20Ni80电热合金丝电加热过程研究37-52
• 4.1 Cr20Ni80电热合金丝电加热氧化过程37-40
• 4.2 Cr20Ni80电热合金丝加热前后组织40-42
• 4.3 Cr20Ni80电热合金断口及脱落氧化膜研究42-45
• 4.4 Cr20Ni80电热合金丝加热初期氧化膜分析45-46
• 4.5 Cr20Ni80电热合金烧断丝氧化膜及基体分析46-50
• 4.6 本章小结50-52
• 结论52-54
• 参考文献54-57
• 致谢57-58
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录58

【参考文献】

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本文编号：1133873