Page 67 - 理化检验-物理分册2022年第四期

王剑星, 等: 铠装热电偶电缆在弯曲加工过程中的断裂原因

剪切区, 高倍下观察可知其主要以韧窝状为主, 内壁 大量的析出物, 晶粒间主要为颗粒状析出物, 晶界上
剪切区主要以脆性开裂为主, 但断面上仍能观察到 除了有颗粒状析出物, 还有棒状和链状析出物, 说明
未聚集长大的浅小韧窝; 断口心部微观形貌呈现大 组织内有多种析出物同时析出。经过能谱分析可
量韧窝, 无滑移带和剪切面的出现, 可见该断裂为韧 知, 析出物主要为富含钼元素和钨元素的析出物, 其
性断裂。由图 3b ) 可知, 在断裂铠装热电偶保护管 中, 图 4c ) 为靠近保护管内壁位置的微观形貌, 有大
的内壁发现 V 型缺口, 这是由于内壁发生脆化, 保 量的白色颗粒物, 钼元素和钨元素的含量偏高, 铬元
护管在弯曲过程中开裂。 素含量略有增加, 而镍元素含量与基体相比少很多,
对断裂和未断裂铠装热电偶保护管进行能谱分 可见材料已经发生成分偏析。
析( 见图 4 ), 发现断裂保护管的晶界和晶粒间都有

图 4 断裂铠装热电偶保护管的能谱分析位置及谱图
入, 使内壁在拉拔过程中受到较大应力, 增加了裂纹
2 综合分析
源萌生的概率。

文献[ 6 ] 的研究表明, 该合金在固溶状态下应出 ( 2 )由于受到拉丝模的挤压与摩擦, 保护管外
单相奥氏体基体以及少量的析出相组成。由于该合 壁形成脆化层, 由于原材料管材内存在凹坑, 因此保
金的碳含量很低, 形成的碳化物很稳定, 在固溶时不 护管内壁脆化并产生缺陷, 塑性较好的区域变薄, 从
能完全溶解, 因此在不同温度时, 晶粒内部仍然存在 而在铠装电缆弯曲加工过程中, 保护管外壁产生缺
弥散分布的碳化物 [ 6 ] 。 陷后, 铠装电缆很快就发生断裂。

铠装热电偶电缆在加工过程中, 要经过多道次 ( 3 )通过增加原材料管材内壁的检测工序, 可

拉拔, 每经过几个道次, 需进行热处理才能确保铠装 剔除存在凹坑的管材, 避免铠装电缆失效。
电缆具有较好的拉拔加工性能。由图 3 可知, 铠装
参考文献:
电缆在拉拔过程中, 外壁受到拉丝模的挤压与摩擦,
而内壁受到氧化镁的挤压与摩擦。保护管内壁在拉 [ 1 ] 王天资, 任侃, 张磊, 等 . 镍铬 - 镍硅铠装热电偶测温精

拔过程中受到较大的应力, 该应力明显高于保护管 度影响分析[ J ] . 测控技术, 2018 ( 11 ): 308-311.
外壁受到的应力。保护管内部缺陷中填满了氧化镁 [ 2 ] 张健康, 刘毅, 李伟, 等 . 贵金属铠装热电偶的 发 展 及

粉, 说明铠装热电偶电缆保护管在拉拔过程中已经 应用[ J ] . 贵金属, 2016 , 37 ( 增刊 1 ): 23-27.
[ 3 ] 秦彩霞, 翟小英, 牛晓利 . 铠装热电偶绝缘电阻的分析
产生了裂纹, 这应该是保护管内壁本身缺陷导致的。

与改进[ J ] . 仪器仪表用户, 2014 , 21 ( 1 ): 22-23.
保护管壁厚较薄, 外壁由于受到拉丝模的挤压
[ 4 ] 张立新, 肖翔, 陈洁, 等 . 航空用贵金属套管铠 装 热 电
与摩擦形成脆化层, 原材料保护管内存在凹坑, 使保
偶研究[ J ] . 传感器世界, 2020 , 26 ( 8 ): 27-30.
护管组织不均匀, 从而在铠装电缆的弯曲加工过程 [ 5 ] 王宏, 李方, 张十庆, 等 . 核场测温用热电偶合金材料
中, 保护管外壁产生缺陷后, 铠装电缆很快断裂。 的研究[ J ] . 材料导报, 2019 , 33 ( 增刊 1 ): 398-402.

[ 6 ] 蒋世川, 张健, 刘庭耀, 等 . 固 溶 处 理 对 GH3128 合 金
3 结论
奥氏体晶粒长大的影响[ J ] . 钢铁钒钛, 2019 , 40 ( 5 ):

( 1 )原材料管材内壁存在凹坑, 并有氧化镁嵌 150-156.

5 1