电热合金Cr20Ni80热变形行为及热加工图研究

【摘要】Cr20Ni80合金是电热合金中镍铬系的典型代表,它具有高温强度高、电阻率的均一性和稳定性好以及维护方便等诸多优点,被广泛应用于工业及民用行业的各种加热设备。但是目前国内生产的电热合金不仅质量上低于国际先进水平,而且在生产过程中其成材率也较低,这极大的增加了生产成本,浪费了宝贵的矿产资源,同时也制约了产品的国际竞争力。本文针对某工厂在锻造该合金的过程中出现裂纹的这一加工缺陷,通过分析裂纹产生原因,并利用热加工图对锻造过程的生产工艺参数进行优化,具有重要的现实意义和应用价值。本文在gleeble-1500D热／力学模拟试验机上,采用单道次等温压缩的方式,在变形温度为900℃～1220℃,应变速率为0.001s-1～10s-1的条件下进行高温压缩试验,获得了该合金在高温下的真应力-真应变曲线。通过对试验数据的处理,并基于动态材料模型和塑性失稳准则,构建了Cr20Ni80合金的热加工图。研究结果表明：(1)Cr20Ni80合金为反温度敏感材料,即在一定的应变速率下,随着变形温度的升高,流变应力随之减小,并且在高温下,相邻曲线流变应力的落差值小于低温下相邻曲线的流变应力的落差值。(2)可以用修正后的双曲正弦模型来描述Cr20Ni80合金的热变形本构方程,其热变形激活能Q为371.29KJ/mol,本构方程为：(3)Cr20Ni80合金在高温变形过程中,相比于应变速率,它的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,利于组织演变。(4)通过对加工图分析,并结合实际生产中对产品质量和生产效率的要求,给出了优化的锻造工艺参数：变形温度1050℃-1200℃,应变速率0.03s1～0.08s-1(5)通过对锻造试样夹杂物、微观组织和热加工图的分析,得出该合金在锻造过程中产生裂纹可能与含有颗粒尺寸较大的夹杂物(如碳化物和硫化物等)有关,同时建议在现有的热加工工艺参数的基础上,适当降低其变形速率。
【作者】龚乃国；
【导师】李亚敏；
【作者基本信息】兰州理工大学，材料加工工程，2014，硕士
【关键词】Cr20Ni80合金；高温压缩；流变应力；本构方程；热加工图；

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