鉬電極的組織結構變化
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- 分類：钼的知識
- 發佈於：21 七月 2014
- 作者 ling
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為了分析鉬電極在電熔窯中長期工作以後內部組織結構的變化，以及結構變化對電極抗腐蝕性能的影響。用顯微鏡、掃描電子顯微鏡和電子探針對使用後的鉬電極進行金相研究。
使用前電極是軋製狀態，具有纖維狀結構。某廠拉絲全電熔窯化生料的主電極採用板狀電極，原始厚度10mm，在1450℃工作375天，電極表面腐蝕掉1mm。電極斷面分成三層，兩邊是滲氧層，氧含量比使用前增高了約100倍，表面凹凸不平是腐蝕不均造成的。對滲氧層進行掃描電鏡觀察發現有大量球狀氧化物沉澱。
而該廠的平板窯槽磚下部加熱用板狀鉬電極，電極工作約三年，厚度僅減少2mm。由於不和生料接觸，電極表面沒有滲氧層，腐蝕比較均勻。
由金相研究可以得知，鉬電極長期工作以後，不論是在生料中，還是在熟料中都沒有晶間腐蝕，只有表面接觸腐蝕，因而在使用過程中電極不會發生剝落。
鉬電極在高溫長期工作以後發生了再結晶，原始的纖維狀結構變成了粗大的等軸晶，在室溫下這種結構是很脆的，不能承受衝擊載荷。因此，在拆卸電極時，為了防止電極折斷，要避免錘擊。
某廠採用粉末冶金軋製Mo板，池窯上採用熔煉及軋製鉬合金板(Mo—0.5Ti—0.02C)，這兩種材料的再結晶溫度都不高，前者約為1050℃，後者約為1250℃，在高溫玻璃液中(1300℃～1400℃)長期工作後，軋製板材的纖維組織完全轉變成再結晶晶粒組織，相對應的鉬合金斷面在肉眼下觀察時，發現斷面中心部分的金屬光澤強，而與玻璃液相接觸的表面部分(約2mm)的金屬光澤差，前者晶粒巨大，後者稍小些。沿Mo板厚度進行取樣及分析，發現長期使用後的Mo中的含氧量有明顯增加，使用前鉬合金板含氧量為0.004wt%，使用後有明顯增加，如Mo板表面處含氧量已達到0.38wt%，約增加100倍，Mo板中心處也增加10倍左右。 Mo板在弱氧化性玻璃液中長期使用後，其外表面被MoO2或更低價的氧化鉬所包圍，在高溫下氧化鉬中的氧原子向金屬內部進行長期的熱擴散而使氧含量有不同程度的增加。在鉬合金板材最外層的金相照片上可以看到有密集的氧化物質點彌散在晶粒內部及晶界處。
使用後的Mo板還存在著許多晶間裂紋，因此使這些再結晶組織的板材變脆，所以在Mo板拆卸和第二次重複使用時一定要小心操作以免脆斷，長期使用後的板材抗張強度有明顯降低，如Mo—0.5Ti合金板在1400℃玻璃液中工作一年之後其室溫拉伸強度值由95kg/mm2下降到22～30kg/mm2。 Mo及鉬合金在高溫玻璃液中長期使用後轉變成完全再結晶晶粒組織，使用一年後Mo板中氧含量約增加50倍以上，最高可達0.38%，強度有明顯降低，但並不影響繼續使用。
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