D0I:10.13374j.isl001-03x.1998.04.009 第20卷第4期 北京科技大学学报 Vol.20 No.4 1998年8月 Journal of University of Science and Technology Beijing Aug.1998 铁铬铝合金脆断* 杜国维蔡家敏 林实 北京科技大学应用科学学院，北京100083 摘要研究了Fe-25Cr5A电热合金断裂原因及新裂方式.高于1000℃合金晶粒急剧长大，当品 粒大小(d)增长至80μm时，断裂由韧窝型向准解理过波，d≥100μm测呈现解理断裂：变温过程， 由于铬组元非平衡偏聚，微米级大小α相沿品界形成；σ相形成导致合金沿晶断裂， 关键词晶粒度；解理断裂；α相；σ相 分类号TG115.2 具有bcc结构的Fe-25Cr5AI合金，作为电热元件被广泛应用.该合金在变温氧化性气氛 中工作温度高达1250℃，围绕该合金微观结构，晶粒度与力学性能刘，475℃脆性与富 络α相形成.已广泛地进行研究.本文研究在恒温及变温过程中合金组织特征，α相及σ相形 成，以及它们对断裂过程影响. 1试验过程 合金的化学组成（质量分数/%）：Cr25.0,A15.0,Ti0.32,C0.03,混合稀土0.03，Fe余量. 从中3mm合金盘条上截取300mm长拉伸试样，在Ar气中加热至不同温度并保温4h,形成稳 定晶粒大小后炉冷至840℃后淬入水中；通过直线切割法确定晶粒平均直径大小(. 在FPZ100拉伸机以5mm/min速度拉伸，研究晶粒长大规律，力学性能和断口特征.变温热循 环基元过程为把试样快速升温至1200℃，保温3min后经4min空冷至室温.在描电 镜(SEM)上研究室温断口形态，通过能谱分析(EDX)确定相的化学组成.应用透射电 镜(TEM)对薄膜试样微观结构进行分析. 2试验结果 试样经840℃保温4h作为基态，合金的晶品粒度d,=12.I3μm.加热至高温下试样中心晶 粒迅速长大，经历一段时间后达到稳定态.在1000℃恒温时间约为1.5h.此时晶界属于钉扎 型.合金中TN质点存在使晶界迁动受到限制.图1给出晶粒大小随温度变化规律，可以看 出在1000~1060℃之间出现一急剧晶粒长大过程，相应合金塑性也发生突变，延伸率（δ）以 及断面收缩率（妙）明显下降，如图2所示.低于1000C.细晶合金保持了良好塑性并呈现典型 的韧窝型塑性断口如图3(a)所示；1038℃保温(d=90μm),在韧窝与准解理混合断口中， 韧窝i积占有率仅为10%：1080℃保温，当晶粒长大(d=100μm)时，合金呈现全部解理断 197-06-10收稿杜国维男，61岁，教授 ◆国家白然科学基金资助课题DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1998. 04. 009