【宇恒技术】窑炉加热用铁铬铝系合金脆性的改善途径

 客户在窑炉使用铁铬铝合金及其铁铬铝合金制品的过程中会遇到这样的问题，铁铬铝合金在高温使用过和焊接之后，会变得很脆，都会有这样的疑问，为什么铁铬铝很脆呢？有什么办法可以解决这个问题呢？为此盐城宇恒电热科技有限公司技术部特此整理此篇技术文章为大家分析此现象并给出解决办法。

我们都知道铁铬铝系合金长时间使用在800摄氏度以上，其塑性开始下降，该合金的高温脆化温度950摄氏度开始，超过1000摄氏度迅速脆化。铁铬铝系合金的高温脆性现象是一种不可逆过程，产生的高温脆性冷却至常温仍然保留。没有可消除的方法.这是该系合金的最大缺点。因为，这种高温脆性，造成电热元件在高温长期使用后或焊接后的脆化，严重的损害了铁铬铝合金的使用性能。

完全消除铁铬铝系合金的脆性有相当的难度，但是改善其脆性是有可能的。从以下方面入手可以使铁铬铝系合金的脆性有明显的改善。

1、  降低合金中的碳、氮含量

碳、氮是扩大γ相区的奥氏体形成元素，常温下在铁素体中的溶解度甚微。碳的溶解度低于0.004%，氮的溶解度低于0.006%。因此，在铁铬铝合金中碳主要以碳化物和氮化物形式存在。这些化合物的存在对合金的塑性产生及其有害的作用。降低合金中碳、氮含量使C+N≤0.010%，可以基本上避免有害碳化物和氮化物的形成，从而显著的改善合金的塑性。

实现降低合金中碳、氮含量小余0.010%，必须采用真空精炼方法生产铁铬铝电热合金。目前从技术上实现这个目标已是完全可行的。

2、  控制铁铬铝合金中的含铬量

从铁铬铝三元合金相图中可以看出，当含Cr>27%，Al5%左右时在常温下该合金的组织结构中出现有σ相。这种α+σ双相组织特别是析出σ相时合金的塑性会明显恶化。合金的冷热加工性能下降。为此，通过控制合金铬含量避免析出σ相是改善合金塑性、防止脆化的有效方法。

将铁铬铝合金中含铬量控制在25%即可以防止合金脆化，又不会降低合金的最高使用温度。因为合金的抗氧化性能主要依靠铝来保证，铬是次要的元素。

3、  添加稀土元素减缓合金高温晶粒长大

铁铬铝合金的高温脆性主要由于在1000℃以上晶粒迅速粗化的结果。向合金中加入适量的稀土元素可以减缓晶粒粗化速度。

4、  采用粉末冶金方法制取合金坯料

用粉末冶金方法制取的铁铬铝合金坯料，经锻造、热轧、拉丝加工制成的电热合金丝材比用融化法生产的丝材具有更高的塑性和比较小的高温脆化倾向。

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