采用真空電弧熔煉、冷軋、1200 ℃×2 h退火等工藝制備了含不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)（0，4.5%，6.5%，8.5%）鎢的Fe-Cr-Co系合金，研究了鎢含量對合金顯微組織及性能的影響。結(jié)果表明：當(dāng)鎢質(zhì)量分?jǐn)?shù)不高于4.5%時，試驗(yàn)合金為單一體心立方（BCC）結(jié)構(gòu)，而當(dāng)鎢質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.5%和8.5%時，合金呈現(xiàn)BCC+面心立方（FCC）雙相有序結(jié)構(gòu)，且鎢含量越高，F(xiàn)CC結(jié)構(gòu)相含量越高。加入鎢元素后，試驗(yàn)合金的硬度、抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷后伸長率均提高，且隨著鎢含量的增加，硬度先降后升，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度先升后降，斷后伸長率增加。當(dāng)鎢質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.5%時，合金力學(xué)性能優(yōu)異，硬度、抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷后伸長率分別為398.8 HV，1108.32 MPa，267.232 MPa，16.747%。添加鎢后合金的電阻率增大，但隨著鎢含量增加，電阻率降低；當(dāng)鎢質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.5%時電阻率最高，為125.28 μΩ·cm。
論文標(biāo)題：
鎢含量對Fe-Cr-Co系合金顯微組織及性能的影響
01研究背景
電阻應(yīng)變片的靈敏程度決定了電阻式應(yīng)變傳感器的輸出性能，而其靈敏性主要取決于敏感柵的材料特性和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。應(yīng)變片敏感柵通常由精密電阻合金通過塑性加工制成，所用合金需具備高電阻率（大于100 μΩ·cm）、低電阻溫度系數(shù)以及良好的成形性能。Fe-Cr-Co系電阻合金因具有電阻值穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于電阻應(yīng)變片，但存在的脆性大、加工難度大以及電學(xué)性能差等缺點(diǎn)制約了該合金的進(jìn)一步應(yīng)用。
調(diào)整Fe-Cr-Co系合金中鉻和鈷元素的含量可以調(diào)控合金的強(qiáng)度和電阻率，調(diào)整鐵、鉻和鈷的含量比例可以調(diào)控合金的電阻溫度系數(shù)，但上述元素調(diào)整難以同時獲得高電阻率和低電阻溫度系數(shù)。在Fe-Cr-Co系合金中引入鉬元素會導(dǎo)致晶格畸變，增強(qiáng)電子散射，使合金的電阻率顯著提高。推測若在Fe-Cr-Co系合金中引入與基體元素半徑相差較大的合金元素，如鎢元素將會產(chǎn)生更為顯著的晶格畸變，從而進(jìn)一步提高電阻率。此外，通過對合金進(jìn)行合適的預(yù)處理來減少晶格缺陷，提高熱力學(xué)穩(wěn)定性，從而改善電阻值的時效穩(wěn)定性，也會進(jìn)一步提升合金的電阻率。
考慮上述兩因素，作者采用真空電弧熔煉方法制備含鎢Fe-Cr-Co系合金，然后對合金進(jìn)行冷軋和退火處理，研究了鎢含量對合金組織和性能的影響，以期為高性能商用精密電阻合金的制備提供試驗(yàn)參考。
02研究亮點(diǎn)
1 試樣制備與試驗(yàn)方法
本章節(jié)詳細(xì)介紹了Fe-Cr-Co系合金的制備與測試方法。試驗(yàn)采用高純度金屬原料，按不同鎢含量（0%、4.5%、6.5%、8.5%）進(jìn)行真空電弧熔煉制備合金鑄錠，隨后進(jìn)行冷軋和高溫退火處理。通過金相制備和多尺度顯微分析（光學(xué)顯微鏡、SEM、TEM）觀察組織形貌，采用XRD分析物相組成，EDS進(jìn)行微區(qū)成分分析。力學(xué)性能測試包括維氏硬度和室溫拉伸試驗(yàn)，斷口形貌通過SEM觀察。此外還測量了合金的室溫電阻率。所有測試均遵循標(biāo)準(zhǔn)方法并取多次測量平均值以保證數(shù)據(jù)可靠性。
2 試驗(yàn)結(jié)果與討論
本章節(jié)重點(diǎn)研究了鎢含量對Fe-Cr-Co合金顯微組織和性能的影響。隨著鎢含量增加，合金結(jié)構(gòu)由單一BCC相轉(zhuǎn)變?yōu)锽CC+FCC雙相結(jié)構(gòu)，晶粒尺寸先減小后增大，F(xiàn)eCrCoW合金晶粒最細(xì)。鎢的添加通過固溶強(qiáng)化提高了合金的硬度、強(qiáng)度和伸長率，但過量鎢會導(dǎo)致FCC相粗化，強(qiáng)度下降。合金斷裂方式均為韌性斷裂，韌窩尺寸隨鎢含量增加而減小，韌性提高。電阻率在添加鎢后顯著增加，F(xiàn)eCrCoW合金電阻率最高，隨后隨鎢含量增加而降低，與電子散射和晶體有序性相關(guān)。
不同試驗(yàn)合金的EDS元素面掃描區(qū)域和結(jié)果
FeCrCoW4.5合金和FeCrCoW8.5合金的TEM形貌
不同試驗(yàn)合金的拉伸斷口形貌
03結(jié)論
（1）當(dāng)鎢質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于4.5％時，試驗(yàn)合金為單一BCC結(jié)構(gòu)，而當(dāng)鎢質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.5％和8.5％時，合金呈現(xiàn)BCC+FCC雙相有序結(jié)構(gòu)，兩相以共晶形式存在；隨著鎢含量的增加，F(xiàn)CC結(jié)構(gòu)相增多，晶粒尺寸先減小后增大。
（2）加入鎢元素后，試驗(yàn)合金的硬度、抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷后伸長率均提高，并且隨著鎢含量的增加，硬度先降后升，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度先升后降，斷后伸長率增加。當(dāng)鎢質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.5％時，合金具有優(yōu)異的力學(xué)性能，硬度、抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷后伸長率分別為398.8 HV，1108.32 MPa，267.232 MPa，16.747％。
（3）添加鎢后試驗(yàn)合金的電阻率升高，隨著鎢含量的增加，電阻率降低，含質(zhì)量分?jǐn)?shù)4.5％鎢的合金的電阻率最高，為125.28 μΩ·cm。
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