工程科学学报，第40卷，第11期：1351-1357,2018年11月 Chinese Journal of Engineering,Vol.40,No.11:1351-1357,November 2018 DOI:10.13374/j.issn2095-9389.2018.11.009;http://journals.ustb.edu.cn 热处理对Fe-Ni合金丝力学性能和膨胀特性的影响 陈保安12)，张强2)，王瑞红3)，韩钰2)，丁一12)，祝志祥12)， 陈新2)，杨长龙)，张宏宇4) 1)全球能源互联网研究院有限公司先进输电技术国家重点实验室，北京102209 2)全球能源互联网研究院有限公司电工新材料研究所，北京102209 3)西安理工大学材料科学与工程学院，西安710048 4)国网辽宁省电力有限公司沈阳供电公司，沈阳110003 ☒通信作者，E-mail:dzcba@163.com 摘要分别采用X射线衍射、金相显微镜、原子力显微镜和透射电镜等组织表征手段以及室温拉伸和热膨胀系数测试等性 能测试方法，对比研究了高温退火、低温时效处理对冷拔F一Ni合金丝微观组织演变、拉伸强度以及热膨胀系数的影响.研究 结果表明：原始丝材强度高，但是室温热膨胀系数较大：而950℃退火导致晶粒粗化以及位错密度降低，虽然室温热膨胀系数 低，但强度不足.相比之下，500℃较低温度的时效处理，能获得最优的强度/热膨胀系数组合(1189MPa/0.2×10~6℃1).对 F-Ni合金丝相应的强化机制以及热膨胀系数的影响因素分别进行了讨论分析，分析结果表明：细晶强化与位错强化是该合 金丝的主要强化机制，而热膨胀系数则主要受溶质原子-位错交互作用影响.揭示出，合适的热处理工艺选择对于F-i合金 丝力学性能/热膨胀性能优化具有重要意义. 关键词Fe-Ni合金；热处理：强度；热膨胀系数 分类号TG142.1 Influence of heat treatments on the tensile properties and thermal expansion behavior of Fe-Ni wire CHEN Bao-an,ZHANG Qiang),WANG Rui-hong,HAN Yu2),DING Yi2),ZHU Zhi-xiang),CHEN Xin'),YANG Chang-long,ZHANG Hong-yu) 1)State Key Laboratory of Advanced Power Transmission Technology,Global Energy Interconnection Research Institute Co.,Ld.,Beijing 102209,Chi- na 2)Department of Electrical Engineering New Materials,Global Energy Interconnection Research Institute Co.,Lid.,Beijing 102209,China 3)School of Materials Science and Engineering,Xi'an University of Technology,Xi'an 710048,China 4)Shenyang Electric Power Supply Company,State Grid Liaoning Electric Power Supply Co.,Lid.,Shenyang 110003.China Corresponding author,E-mail:dzcba@163.com ABSTRACT Although Fe-Ni wires have numerous potential applications,the effect of heat treatments on the microstructures and properties of Fe-Ni wires is currently unclear.In this study,different high-temperature annealing and low-temperature aging treatments (i.e.,①annealing at9s0℃for3h+quenching,②annealing at9s0℃for3h+quenching+aging at500℃for2h,and③aging at 500 C for 2h)were applied to cold-drawn Fe-36.24%Ni alloy wires to comparatively investigate their influences on the microstruc- tural evolution,tensile strength,and thermal expansion coefficient,with the aid of microstructural characterization methods,such as X-ray diffraction,optical microscopy,atomic force microscopy,and transmission electron microscopy,as well as property measure- 收稿日期：2018-04-18工程科学学报,第 40 卷,第 11 期:1351鄄鄄1357,2018 年 11 月 Chinese Journal of Engineering, Vol. 40, No. 11: 1351鄄鄄1357, November 2018 DOI: 10. 13374 / j. issn2095鄄鄄9389. 2018. 11. 009; http: / / journals. ustb. edu. cn 热处理对 Fe鄄鄄Ni 合金丝力学性能和膨胀特性的影响 陈保安1,2)苣 , 张 强1,2) , 王瑞红3) , 韩 钰1,2) , 丁 一1,2) , 祝志祥1,2) , 陈 新1,2) , 杨长龙4) , 张宏宇4) 1) 全球能源互联网研究院有限公司先进输电技术国家重点实验室, 北京 102209 2) 全球能源互联网研究院有限公司电工新材料研究所, 北京 102209 3) 西安理工大学材料科学与工程学院, 西安 710048 4) 国网辽宁省电力有限公司沈阳供电公司, 沈阳 110003 苣 通信作者, E鄄mail: dzcba@ 163. com 摘 要 分别采用 X 射线衍射、金相显微镜、原子力显微镜和透射电镜等组织表征手段以及室温拉伸和热膨胀系数测试等性 能测试方法,对比研究了高温退火、低温时效处理对冷拔 Fe鄄鄄Ni 合金丝微观组织演变、拉伸强度以及热膨胀系数的影响. 研究 结果表明:原始丝材强度高,但是室温热膨胀系数较大;而 950 益退火导致晶粒粗化以及位错密度降低,虽然室温热膨胀系数 低,但强度不足. 相比之下,500 益较低温度的时效处理,能获得最优的强度/ 热膨胀系数组合(1189 MPa / 0郾 2 伊 10 - 6益 - 1 ). 对 Fe鄄鄄Ni 合金丝相应的强化机制以及热膨胀系数的影响因素分别进行了讨论分析,分析结果表明:细晶强化与位错强化是该合 金丝的主要强化机制,而热膨胀系数则主要受溶质原子鄄鄄位错交互作用影响. 揭示出,合适的热处理工艺选择对于 Fe鄄鄄Ni 合金 丝力学性能/ 热膨胀性能优化具有重要意义. 关键词 Fe鄄鄄Ni 合金; 热处理; 强度; 热膨胀系数 分类号 TG142郾 1 收稿日期: 2018鄄鄄04鄄鄄18 Influence of heat treatments on the tensile properties and thermal expansion behavior of Fe鄄鄄Ni wire CHEN Bao鄄an 1,2)苣 , ZHANG Qiang 1,2) , WANG Rui鄄hong 3) , HAN Yu 1,2) , DING Yi 1,2) , ZHU Zhi鄄xiang 1,2) , CHEN Xin 1,2) , YANG Chang鄄long 4) , ZHANG Hong鄄yu 4) 1) State Key Laboratory of Advanced Power Transmission Technology, Global Energy Interconnection Research Institute Co. , Ltd. , Beijing 102209, Chi鄄 na 2) Department of Electrical Engineering New Materials, Global Energy Interconnection Research Institute Co. , Ltd. , Beijing 102209, China 3) School of Materials Science and Engineering, Xi蒺an University of Technology, Xi蒺an 710048, China 4) Shenyang Electric Power Supply Company, State Grid Liaoning Electric Power Supply Co. , Ltd. , Shenyang 110003, China 苣 Corresponding author, E鄄mail: dzcba@ 163. com ABSTRACT Although Fe鄄鄄Ni wires have numerous potential applications, the effect of heat treatments on the microstructures and properties of Fe鄄鄄Ni wires is currently unclear. In this study, different high鄄temperature annealing and low鄄temperature aging treatments (i. e. , 淤 annealing at 950 益 for 3 h + quenching, 于 annealing at 950 益 for 3 h + quenching + aging at 500 益 for 2 h, and 盂 aging at 500 益 for 2 h) were applied to cold鄄drawn Fe鄄鄄36郾 24% Ni alloy wires to comparatively investigate their influences on the microstruc鄄 tural evolution, tensile strength, and thermal expansion coefficient, with the aid of microstructural characterization methods, such as X鄄ray diffraction, optical microscopy, atomic force microscopy, and transmission electron microscopy, as well as property measure鄄