1引言
鎢錸熱電偶具有較高的熱電勢率、靈敏度、測溫精度,優良的熱穩定性和溫度-電勢線性特征,可用于還原、真空、高溫環境,是目前最耐高溫的金屬熱電偶,在現代航空、航天技術對測溫傳感器的測溫范圍、精度、 可靠性、響應時間提出更加苛刻要求的背景下,在通訊、能源、冶金、太空資源開發以及軍事等領域得到了廣泛應用圖1 連續退火對0.4mm 絲材抗彎折性能的影響 Fig 1Effect of continuous annealing on bending fold of 0.4mm wire
從表1中(zhong)可見高于1 400 ℃退(tui)火時,絲材(cai)(cai)(cai)脆斷嚴重;在1 300 ℃以下退(tui)火,絲材(cai)(cai)(cai)開裂(lie)(lie)現(xian)象(xiang)(xiang)顯著,隨著保(bao)溫(wen)時間的(de)增長(chang),絲材(cai)(cai)(cai)開裂(lie)(lie)現(xian)象(xiang)(xiang)有(you)所好轉。只有(you)退(tui)火條件(jian)為1 350 ℃保(bao)溫(wen)45 min的(de)樣品,進行180°對折,絲材(cai)(cai)(cai)既無開裂(lie)(lie),也無脆斷。
通過對樣品斷口的掃描電鏡結果分析可知,經過拉拔加工,未進行退火的合金絲,組織為細長的纖維狀組織,如圖2(a)所示,這主要是由于絲材經拉拔擠壓造成,積聚大量加工硬化產生的內應力造成的。隨著退火溫度升高,絲材纖維組織連續性受到破壞,形成短纖維結構,同時織構密度變稀,組織變得松弛,材料抗劈裂能力逐漸加強。在此情況下進一步提高退火溫度或適當延長保溫時間,絲材的纖維組織幾乎消失,出現了晶粒細小、縱向伸長的再結晶組織,如圖2(b)所示, 此時材料開裂現象隨著纖維組織的進一步減少基本消失,且再結晶晶粒細小,從而具有良好的塑性和機械加工性能圖2 不同熱處理工藝下樣品SEM 形貌圖 Fig 2SEM images of samples in different heat treated process
圖3 0.104mm 連續退火絲材抗拉強度 Fig 3Tensile strength of 0.104 mm Continuous annealing
圖4 0.075mm 恒溫退火絲材抗拉強度 Fig 4 Tensile strength of 0.104 mm isothermal annealing 下載原圖
可以看出,隨著退火溫度的提高,絲材抗拉強度明顯下降,這是因為退火溫度升高,再結晶充分進行,纖維狀組織已轉變成等軸晶組織。等軸晶粒的出現使絲材的延伸 率顯著提 高。 但如與相 近退火條 件的 0.104mm絲材相比,其延伸率會有所下降。這主要是試樣的尺寸因素造成的,絲材斷裂前產生的塑性變形由均勻塑性變形和集中塑性變形構成,且縮頸后的集中塑性變形大于均勻塑性變形,因此,對于同一種圓柱形拉伸試樣,長度與直徑比越小,其斷裂伸長率越大,表現為對標準試樣往往是δ5>δ10[16]。實驗中(zhong)試樣(yang)雖然(ran)隨直(zhi)徑(jing)減小(xiao),晶粒逐漸細化(hua),但由于所取拉伸(shen)試樣(yang)標距(ju)相(xiang)同,而(er)直(zhi)徑(jing)越(yue)細,則標距(ju)部分(fen)的(de)長(chang)度與(yu)直(zhi)徑(jing)比越(yue)大,相(xiang)應表現為(wei)伸(shen)長(chang)率隨直(zhi)徑(jing)減小(xiao)而(er)減小(xiao)。
而對 ?0.075 mm絲材相互 之間進行 比較,在1 300 ℃ × 30 min下退火,絲材抗拉 強度為2 028 MPa,斷后伸長率為16%,在1 420 ℃×30 min下退火,絲材抗拉強度僅1 800 MPa,而延展性 升至18.6%。可見隨著退火溫度的提高,再結晶晶粒更均勻,抗拉強度下降而延展性提高,于前述相關研究相符[3,10,12]。
4結論
(1) 在加工(gong)的不同(tong)(tong)階(jie)段,根(gen)據對(dui)產品性能(neng)的不同(tong)(tong)要求(qiu),退(tui)火(huo)的目 的不同(tong)(tong),工(gong)藝(yi)也(ye)不 盡相同(tong)(tong)。 對(dui)于0.4mm直徑絲(si)材,在1 350 ℃,保(bao)溫(wen)退(tui)火(huo)45min條件下可(ke)以得到最優的抗(kang)彎折(zhe)性能(neng),而(er)0.104 mm絲(si)材在1 100 ℃,絲(si)材運(yun)行(xing)速度(du)18m/s的連續(xu)退(tui)火(huo)條件下具(ju)有最佳的抗(kang)拉強度(du)和延伸(shen)率。
(2) 隨退火溫度的(de)升高,絲(si)材(cai)的(de)抗拉強度下降而(er)延伸(shen)率升高,且延伸(shen)率隨絲(si)徑的(de)減小而(er)減小。
(3) 合(he)理的退(tui)火工(gong)藝可(ke)以有效調整鎢(wu)錸(lai)合(he)金(jin)絲(si)內部晶粒結構,消除(chu)殘余應力和加工(gong)引起的組織缺陷, 改善加工(gong)性能(neng),提高成品率。