[發明專利]鎳鉻合金的變形和熱處理工藝

有效

• 申請號: 201410428143.2
• 申請日: 2014-08-26
• 公開（公告）號: CN104233137B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 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: C22F1/10
• 分類號: C22F1/10;C22C19/05
• 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的加工工藝，特別是一種鎳鉻合金的變形和熱處理工藝。

背景技術：

Cr20Ni80是一種重要的電熱合金，具有電阻率均勻穩定、熔點高、熱膨脹系數低、高抗氧化性和良好的高溫強度、加工成型性及焊接性等優點，擁有其它類別電熱合金不具備的高溫力學條件下使用的優勢，是近些年研究的熱點材料，在電器和工業用爐中廣泛使用。就國內的鎳鉻系電熱合金產品，其使用壽命和質量與進口產品相比仍有較大差距，例如國產的鎳鉻合金絲的壽命一般為2000h，進口產品的壽命可達7000h，并且力學性能(包括抗拉強度、延伸率等)與國外也有相當大的差距。本發明通過進一步優化加工工藝，特別是變形和熱處理工藝，來提高鎳鉻合金的力學性能、使用壽命。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種能夠有效提高鎳鉻合金力學性能和使用壽命的變形和熱處理工藝。

鎳鉻合金的變形和熱處理工藝，所述工藝包括：(1)均勻化退火、(2)鍛造、(3)熱軋盤條、(4)固溶處理、(5)多道次拉絲和(6)去應力退火，其特征在于，所述多道次拉絲具體為三道次拉絲，第一次拉絲將固溶處理后的12-15mm絲材加工到直徑8-9mm，第二次拉絲加工到直徑4-5mm，第三次拉絲加工到直徑2-3mm。

所述均勻化退火具體為將熔煉后的鑄錠在950℃的熱處理爐中保溫16小時后隨爐冷卻。

所述鍛造具體為將均勻化退火后的鑄錠放入等溫鍛造機內鍛造，鍛造溫度為1050℃，得到邊長50mm的方坯，鍛造后油淬。

所述熱軋盤條具體為將鍛造后的試樣進行熱軋盤條，熱軋溫度：1050℃-1150℃，每道次變形量≤15％，獲得12-15mm的絲材。

所述固溶處理具體為將熱軋盤條后的絲材進行1000℃、5小時固溶處理。

所述去應力退火具體為將多道次拉絲后產品進行500℃、12小時去應力退火。

所述鎳鉻合金的元素組成及其配比為：C：0.1-0.2％、Si：0.1-0.2％、Cr：25-26％、Fe：3-5％、A1：2-4％、Sn：5-6％、Ge：2-3％、Ce：0.01-0.02％、B：0.05-0.1％、S≤0.0001％、P≤0.0001％，余量為鎳和不可避免的雜質。

本發明通過進一步優化鎳鉻合金的變形和熱處理工藝，有效提高合金的力學性能和使用壽命。三道次拉絲能夠有效提高生產效率，充分達到強化絲材的作用；固溶處理和去應力退火能夠優化碳化物形貌、減少夾雜物對合金基體的負面作用、充分釋放絲材內應力，從而提高使用壽命。另外，添加稀土Ce能夠凈化合金基體，改善夾雜物形貌，細化晶粒，同時在晶界處形成的富氧顆粒能夠對位錯滑移形成阻礙，從而提高合金強度；微量B的加入對于改善合金塑性和加工性能具有重要作用；通過添加Cr、Fe、Al、Sn、Ge元素能夠有效提高合金的抗高溫抗氧化性和電阻率。測試表明，本發明的鎳鉻合金抗拉強度比Cr20Ni80提高至少30％，1200℃快速壽命值提高至少60％。

具體實施方式：

下面通過實施例進一步闡述和理解本發明。

鎳鉻合金的變形和熱處理工藝，所述工藝包括：

(1)均勻化退火，將熔煉后的鑄錠在950℃的熱處理爐中保溫16小時后隨爐冷卻，鎳鉻合金鑄錠的元素組成及其配比為：C：0.16％、Si：0.13％、Cr：25.8％、Fe：4％、Al：3％、Sn：5.7％、Ge：2.8％、Ce：0.015％、B：0.07％、S≤0.0001％、P≤0.0001％，余量為鎳和不可避免的雜質；

(2)鍛造，將均勻化退火后的鑄錠放入等溫鍛造機內鍛造，鍛造溫度為1050℃，得到邊長50mm的方坯，鍛造后油淬；

(3)熱軋盤條，將鍛造后的試樣進行熱軋盤條，熱軋溫度：1100℃，每道次變形量≤12％，獲得13mm的絲材；

(4)固溶處理，將熱軋盤條后的絲材進行1000℃、5小時固溶處理；

(5)多道次拉絲，具體為三道次拉絲，第一次拉絲將固溶處理后的13mm絲材加工到直徑8.2mm，第二次拉絲加工到直徑4.5mm，第三次拉絲加工到直徑2.1mm；

(6)去應力退火，將多道次拉絲后產品進行500℃、12小時去應力退火，最終獲得符合要求的鎳鉻合金絲成品。

測試表明，本實施例產品的抗拉強度和延伸率比Cr20Ni80分別提高34％和15％，1200℃快速壽命值提高68％。通過上述工藝制備的鎳鉻合金力學性能優異、使用壽命長，克服了現有技術中的不足，具有廣闊的工業應用前景。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬于本發明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之中。