[發明專利]新型高電阻電熱合金Cr20Ni80Al及其制備方法

在審

• 申請號: 201810710365.1
• 申請日: 2018-07-02
• 公開（公告）號: CN109055823A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 華大鳳;劉威;邵興明
• 申請（專利權）人: 江蘇新華合金電器有限公司
• 主分類號: C22C19/05
• 分類號: C22C19/05;C22F1/10
• 代理公司: 南京科知維創知識產權代理有限責任公司 32270
• 代理人: 許益民

本發明提出一種新型高電阻電熱合金Cr20Ni80Al，其組成元素及重量百分比含量為：C：≤0.03%；Si：1.40~1.60；Mn：≤0.50%；P：≤0.020%；S：≤0.015%；Cr：20.5~21.50%；Ti≤0.10%；Al：3.0~3.7%；Fe：≤1.00%；Zr：≤0.2%；余量為Ni及不可避免的雜質；本發明還提出所述的高電阻電熱合金Cr20Ni80Al的制備工藝。本發明制備的高電阻電熱合金Cr20Ni80Al與現有的電熱合金相比，具有更高電阻率，更高的使用壽命、很好的加工性能、優良的抗氧化性能、熱膨脹系數小、高溫強度好等優良性能，對提高生產效率，保證產品質量，降低生產成本具有十分重要的經濟意義。

技術領域

本發明涉及電熱合金技術領域，特別涉及一種新型電加熱元件用高電阻電熱合金Cr20Ni80Al及其制備方法。

背景技術

電熱合金是將電能轉化為熱能的功能性材料，它的最高使用溫度可達1400℃，在冶金、機械、石化、電氣、建筑、軍工、家電等領域中用于制造各種電熱元件。目前電熱合金材料己成為一種重要的工程合金材料，在國民經濟中占有重要的地位。國外電熱合金產量較大的國家有瑞典、俄羅斯、德國、美國和日本等，有些國家由于鎳資源比較豐富其電熱合金中鎳-鉻合金的比例占50%-90%。

我國于20世紀50年代初期開始生產鎳-鉻-鐵電熱合金產品。以前一般采用感應爐冶煉工藝，隨著工業生產的發展對電熱合金的需求量不斷增長，經過近四十年的不斷發展與完善，目前已建立了具有我國特點的電熱合金體系。現在我國可以生產鎳-鉻、鎳-鉻-鐵、鐵-鉻-鋁全部系列的電熱合金線材、帶材和扁絲；其中鎳-鉻和鎳-鉻-鐵合金約占10%。目前我國的電熱合金產量居世界第一位，也是全世界電熱合金品種最齊全的國家，部分企業的部分產品質量已達到或超過國外同類產品的質量水平。隨著科學技術研究的發展和人們生活水平的不斷提高，各領域對高電阻電熱合金需求不斷增加，電熱合金的市場前景將非常廣闊。

電熱合金主要分為鎳鉻系電熱合金和鐵鉻鋁系電熱合金兩大類，這兩大類電熱合金由于組織不同分別有著不同的優缺點：鎳鉻系電熱合金為單相奧氏體組織，其優點是高溫不存在相變，穩定性高；具有比較優異的高溫強度、塑性；成型性好、抗氧化性好、具有高的持久強度和高溫使用壽命；缺點是電阻率不及鐵鉻鋁系電熱合金；鐵鉻鋁系電熱合金為單相鐵素體組織，其優點是能使用于超高溫（1100℃以上）的環境、具有更高的電阻率、抗氧化性好，缺點是塑性差、不易成型、不可焊性、持久強度和使用壽命不及鎳鉻系電熱合金。為了滿足某些電加熱行業越來越高的需求，需要使電熱合金既要具有跟鐵鉻鋁系電熱合金一樣的電阻率還要能得到鎳鉻系電熱合金更好的抗氧化性、持久強度和使用壽命，如此，就需要對現有的電熱合金進行材料組成及加工工藝的進一步優化，使其綜合性能得到了進一步的提升，使其滿足特殊用途的加熱器件的使用要求。下研制開發了在Cr20Ni80基礎上通過成分的調整得到具有與0Cr25Al5一樣的高的電阻率并且比Cr20Ni80更好的高溫強度、抗氧化性能和更好的高溫持久強度和高溫蠕變強度。

發明內容

根據目前的某些領域的電熱合金的特殊使用需求，本發明的目的是為了提高電熱合金的電阻率、更好的電氣特性，增強合金材料的抗氧化性能、提高合金的高溫強度和使用壽命，提供了一種新型高電阻電熱合金Cr20Ni80Al及其制備方法，本發明的高電阻電熱合金Cr20Ni80Al的電阻率高、加工性能好、熱膨脹系數小、高溫強度好并具有優良的抗氧化性能和比較長的使用壽命。

為了實現上述本發明的目的，本發明的一種新型高電阻電熱合金Cr20Ni80Al的組成元素及重量百分比含量為：C：≤0.03%；Si：1.40~1.60；Mn：≤0.50%；P：≤0.020%；S：≤0.015%；Cr：20.5~21.50%；Ti ≤0.10%；Al：3.0~3.7%；Fe：≤1.00% ；Zr：≤0.2%；余量為Ni及不可避免的雜質。