日本曾对钨铼热电偶折损原因进行分析,昌晖仪表将钨铼热电偶折损的分析结果在本文分享给大家。
1、钨铼热电偶使用条件
线径φ0.5mm的WRe5/26钨铼热电偶,前端用BeO绝缘,其后为刚玉绝缘管。用以测量石墨发热体内温度(1700-2000℃),炉内充N2保护。使用后发现BeO保护的长约50mm段内的钨铼热电偶出现折损,为探讨钨铼热电偶偶丝折损原因而进行分析。
2、热电偶分析检验结果
①热电偶丝截面显微组织观察
◆ 正极:新制的热电偶丝截面显微组织呈均匀分布,但发现有长约140μm裂纹;折损热电偶丝截面内部显微组织虽呈均匀分布,但表面由表及里在60-140μm范围内晶粒粗大,且发现约有180μm裂纹,而且是开口裂纹。
◆ 负极:新制热电偶丝截面,呈均匀显微组织,并发现有长约220μm裂纹;折损热电偶丝截面,同新钨铼热电偶偶丝相比,整个截面呈晶粒粗大组织。
②硬度测量结果见表1
表1 钨铼热电偶限位维氏硬度值(4.9N)
序号及极性 新热电偶显微维氏硬度HV 折损钨铼热电偶表层显微维氏硬度HV 折损钨铼热电偶内部显微维氏硬度HV
1#热电偶正极 438 1589 368
1#热电偶负极 60 -- 443
2#热电偶正极 453 1596 374
2#热电偶负极 594 -- 449
由表1可知,正极:折损热电偶表层硬度高于内部及新热电偶;内部硬度比新热电偶硬度低。折损热电偶负极硬度比新热电偶硬度低。
③电子探针微区分析结果
◆ 正极:折损热电偶由表及里约120μm范围碳含量高,由此认定,该部位的硬度较其内部及新热电偶硬度高的原因是生成碳化物。
◆ 负极:折损热电偶同负极相比,其晶粒长大。因此,其硬度低于新热电偶的原因是其再结晶所致。
◆ 热电偶折损原因:正极因生成碳化物及晶粒粗大而变脆;负极则因晶粒粗大而变脆。
3、绝缘管分析检验
①截面尺寸检查。BeO管截面尺寸检查结果见表2。
表2 钨铼热电偶绝缘管界面尺寸测量结果
绝缘管 绝缘管外径 绝缘管内孔
新管 3.9mm 0.9mm
使用后的绝缘管 3.1mm 1.0mm
缩径 0.8mm -0.1mm
②电子探针微区分析
◆ 新管:检出元素为O。
◆ 使用后的钨铼热电偶绝缘管:在表层变质层,检测出元素为O、N、Si、Al;在内部,检测出元素为O、Na、Al、Cl、Fe。
从上述分析结果看出,钨铼热电偶绝缘管由表及里约180μm范围的Si、N较内部高,说明有氮化物生产。
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