[發明專利]鐵鋁系多元高電阻電熱合金及其制備方法

在審

• 申請號: 201410301962.0
• 申請日: 2014-06-25
• 公開（公告）號: CN104087843A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 郭健;郭小芳;郭乃林
• 申請（專利權）人: 鹽城市鑫洋電熱材料有限公司
• 主分類號: C22C38/32
• 分類號: C22C38/32;C21D8/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種電熱合金材料，特別是一種鐵鋁系多元高電阻電熱合金及其制備方法。

背景技術：

電熱合金材料是利用物質的電阻特性制造發熱體的電阻合金。目前電熱合金材料已成為一種重要的工程合金材料，適用于機械、冶金、電子、化工等行業，在國民經濟中占有重要的地位。工業上用于1300℃以下的電熱元件主要采用鎳鉻合金和鐵鉻鋁合金。鎳鉻合金價格昂貴，在溫度大于1000℃時，抗氧化性顯著降低。鐵鉻鋁合金含碳量較高，合金元素單一，在高溫使用時，內部晶粒長大，晶界上網狀析出物容易引起脆斷，嚴重影響工業使用。現有技術公開了一種新型高電阻電熱合金材料(CN1155590A)，其合金配方為Fe-(24-32)Al-(0.01-0.2)Ce-(1-6)a，a為Cr和Mn中的一種或兩種；Fe-(24-32)Al-(0.01-0.2)Ce(或B)-(0.01-0.3)Zr-(1-6)a-(0.1-2)b，a為Cr和Mn中的一種或兩種，b為W、Mo、Nb中的一種或幾種。上述合金的電阻率、抗高溫氧化性優于鎳鉻合金和鐵鉻鋁合金，但其性能仍存在進一步提升的空間。本發明通過優化合金配方、改善合金的制備方法，提供一種具有優異的抗高溫氧化性、電阻率和使用壽命的鐵鋁系多元高電阻電熱合金。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種具有優異的抗高溫氧化性、電阻率和使用壽命的鐵鋁系多元高電阻電熱合金及其制備方法。

一種鐵鋁系多元高電阻電熱合金，其特征在于，所述合金的元素組成及其質量百分比為：C：0.1-0.2％、Si：0.6-0.8％、Mn：0.2-0.4％、Al：19-21％、Cr：1-2％、Co：0.5-1％、Hf：1-2％、Nb：2.4-3.3％、Ti：2-3％、Ce：0.3-0.6％、Dy：0.3-0.6％、B：0.008-0.02％、S≤0.001％、P≤0.001％，余量為鐵和不可避免的雜質。

所述元素含量優選為：C：0.13％、Si：0.76％、Mn：0.3％、Al：20.2％、Cr：1.4％、Co：0.9％、Hf：1.6％、Nb：2.8％、Ti：2.6％、Ce：0.5％、Dy：0.4％、B：0.015％、S：0.0003％、P：0.0005％，余量為鐵和不可避免的雜質。

一種鐵鋁系多元高電阻電熱合金的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

(1)配料：按照以下組成進行配料：C：0.1-0.2％、Si：0.6-0.8％、Mn：0.2-0.4％、Al：19-21％、Cr：1-2％、Co：0.5-1％、Hf：1-2％、Nb：2.4-3.3％、Ti：2-3％、Ce：0.3-0.6％、Dy：0.3-0.6％、B：0.008-0.02％、S≤0.001％、P≤0.001％，余量為鐵和不可避免的雜質；

(2)熔煉：將上述原料放入磁懸浮真空感應熔煉爐內，抽真空至1×10^-3pa，充入高純氬氣至1×10⁴pa，在2800℃-2900℃熔煉后隨爐冷卻成合金錠；

(3)均勻化退火：將合金錠放入真空熱處理爐內，在真空度1×10^-3pa、溫度1050℃下保溫24小時后隨爐冷卻；

(4)等溫鍛造：通過線切割將均勻化退火后的試樣加工成圓柱錠，在四柱液壓機上進行等溫鍛造；

(5)熱軋盤條：將鍛造后的試樣進行熱軋盤條，熱軋溫度：1100℃-1200℃，開軋溫度：1180℃，終軋溫度：900℃，每道次變形量≤15％；

(6)將熱軋盤條后的坯件進行多道次拉拔、中間退火、拉拔、中間退火、拉拔，其中間退火溫度為810℃-820℃，時間為50-60min，油淬，每道次變形量≤10％；

(7)漂洗后在光亮退火爐中退火，退火溫度840℃，線速度為3-4m/mint，最終得到符合規格的鐵鋁系多元高電阻電熱合金成品。

熔煉前使用鋁箔將硼粉包裹放置于坩堝最底部，Ce和Dy在出爐前4分鐘使用加料鉗放入已熔化的合金液中，為保證成分均勻，每個鑄錠都要熔煉4遍以上。

等溫鍛造前需將試樣在熱處理爐中加熱至800℃，保溫1h，放入液壓機內鍛造，鍛造溫度900℃-950℃，在1×10^-4S^-1的應變速率進行等溫鍛造，變形量為35％。