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近年来我国推行“煤改电”政策为电热合金行业的发展带来了新的契机。Fe-Cr-Al合金是国内应用最广泛的电热合金,该合金耐高温、耐腐蚀、抗氧化、耐辐射,可广泛应用在核电、多孔材料、汽车与发电、电热等领域。目前商用铁铬铝合金性能最优异的是瑞典的Kanthal品牌,Kanthal APMT、AF系列合金因采用粉末冶金方法成形而闻名全球,该系列合金性能佳、效益好、市场广,但其具体制备工艺却鲜有公开报道。本文来源于校企合作横向课题,基于高性能铁铬铝工业化生产的可行性进行研究,以期制备出综合性能接近Kanthal品牌的合金丝材。设计了电渣重熔法和粉末冶金法来生产制备铁铬铝合金丝材,对合金各工艺状态下的组织及性能进行了研究,通过热处理工艺对合金的加工和使用性能进行优化,对两种工艺的高温抗氧化性进行深入研究并探讨其氧化机理。首先,真空感应熔炼制备出母合金棒料,然后将其分别进行电渣重熔及惰性气雾化制粉。结果表明:(1)电渣重熔后O、N含量降低至16 ppm、18 ppm,可去除大部分非金属夹杂物。母合金铸锭抗拉强度低,电渣锭晶粒粗大。电渣锭夹杂物数量和尺寸均比粉末材多。(2)经雾化后的粉末粒径细小、球形度好、纯净性高、无卫星球产生。粉末未加粘结剂冷等静压后压坯强度低,经烧结后中心部位致密度较高,周围区域有氮化铝和碳化物存在且孔隙大。(3)两种工艺经锻造后,粉末材维持在10μm的细小晶粒,粉末材锻态的热膨胀系数略小于电渣材,经锻造后粉末材的力学性能更胜一筹,能够很好抑制合金脆性且显著提高合金的高温性能。其次,(1)为了改善合金的加工性能,通过热处理工艺探索出粉末材最优室温拉伸性能与Kanthal品牌相当,延伸率优于Kanthal。原因是粉末材合金内存在弥散分布的Y-Fe相粒子。同时粉末材的抗高温蠕变性能也与Kanthal相当。(2)两种工艺制备的丝材快速寿命测试结果表明:粉末材的氧化膜粘附性更强,寿命值更高,能减少碳氮化物的聚集和缩小合金电阻的不均匀性。在断后伸长量、电阻及电阻率、温降等方面,粉末材性能均优于电渣材。最后进行了氧化性能分析,得出粉末材的抗氧化性能更加出色,氧化速率常数远小于电渣法。铁铬铝合金在1200℃氧化的氧化膜为α-Al2O3,它分为两层,外层薄内层厚,Y的氧化物在氧化物与基体的界面钉扎提高了氧化膜的粘附性。本论文粉末法制备的合金在拉伸性能、快速寿命、氧化增重等方面基本与Kanthal APMT、AF系列达到同等性能,后续对各工艺参数进行优化后可开展工业化生产。