[發(fā)明專(zhuān)利]一種含Er元素的Fe-Cr-Al電熱合金材料

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010548221.8
• 申請(qǐng)日: 2020-06-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113802052A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張強(qiáng);祝志祥;陳保安;丁一;陳新
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C22C38/02
• 分類(lèi)號(hào): C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/28;H05B3/12;C22C33/06;B21C37/04
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國(guó)文

本發(fā)明提供了一種含稀土鉺元素的電熱合金材料，其特征在于，所述合金材料含按質(zhì)量百分比計(jì)的下述組分：La：0.1～0.2％，Er：0.05?0.1％，Cr：23?25％，Al：6?7％，Ti：0.05?0.1％，Si≤0.5％，Mn≤0.4％，C+P+S≤0.04％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)元素。本發(fā)明提供的技術(shù)方案通過(guò)加入的稀土元素，優(yōu)化了合金配比和優(yōu)化的時(shí)效處理工藝改善了合金的微觀組織，獲得了在1300℃溫度下電壽命≥96h的電熱合金電阻絲。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電熱合金材料，具體講涉及一種Fe-Cr-Al電熱合金材料。

背景技術(shù)

電熱合金是一種利用電阻發(fā)熱將電能轉(zhuǎn)化為熱能制造的工業(yè)電加熱元件的 電熱工程材料，在冶金、機(jī)械、石化、電氣、建筑、家電等諸多領(lǐng)域中得到了 廣泛應(yīng)用。鐵鉻鋁電熱合金是現(xiàn)應(yīng)用最廣泛的電熱合金，但是目前產(chǎn)品的壽命 遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際需要。

本發(fā)明發(fā)現(xiàn)通過(guò)優(yōu)化Fe-Cr-Al系電熱合金的元素組成及其配比，并結(jié)合時(shí) 效處理工藝參數(shù)可以改善合金的微觀組織，提高電阻絲產(chǎn)品的電壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種1300℃下其電壽命至少在96h的Fe-Cr-Al電熱合 金材料，本發(fā)明的目的是采用加入稀土微量合金化元素，優(yōu)化合金配比并優(yōu)化 時(shí)效處理工藝實(shí)現(xiàn)的方法，改善合金的微觀組織，獲得在最高使用溫度1300℃ 下，電壽命≥96h的電熱合金材料。

為實(shí)施上述目的本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種含稀土鉺元素的電熱合金材料，其改進(jìn)之處在于，所述合金材料含按 質(zhì)量百分比計(jì)的下述組分：

La：0.1～0.2％，Er：0.05-0.1％，Cr：23-25％，Al：6-7％，Ti：0.05-0.1％， Si≤0.5％，Mn≤0.4％，C+P+S≤0.04％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)元素。

其中，所述合金材料含按質(zhì)量百分比計(jì)的下述組分：

La：0.1～0.16％，Er：0.08-0.1％，Cr：24-25％，Al：5.53-7％，Ti：0.05-0.09％。

其中，所述合金的制備方法如下：

在純度為99.5％Fe中加入合金元素，其中合金元素Cr以Cr-Fe合金的形 式加入：

于真空度≤1×10^-2Pa的、溫度為1600℃～1650℃的熔煉爐中熔煉后經(jīng) 1180～1200℃溫度下軋制、800℃～850下退火2.1～2.5h、表面處理、18道次拉 拔得電熱合金絲。

其中，在純度為99.5％Fe純中加入合金元素，其中所述合金元素Cr以Cr-Fe 合金的形式加入；

于真空度≤1×10^-2Pa的，溫度為1620℃～1630℃的熔煉爐中熔煉后經(jīng) 1190～1200℃溫度下軋制、830℃～850下退火2.3h～2.5h、堿煮酸洗表面處理 和拉拔得所述電熱合金絲。

與最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有以下優(yōu)異效果：

本發(fā)明提供的技術(shù)方案中加入的稀土元素，優(yōu)化了合金配比和優(yōu)化的時(shí)效 處理工藝改善了合金的微觀組織，獲得了在1300℃溫度下電壽命≥96h的電熱 合金材料，本發(fā)明技術(shù)方案中的各合金元素的具體作用及機(jī)理如下：

本發(fā)明技術(shù)方案中的稀土元素La，Er改善了Fe-Cr-Al合金氧化膜的組成成 分，形成的稀土化合物富集在界面層，阻緩了氧向合金內(nèi)部的擴(kuò)散，從而使抗 氧化能力提高了，不僅如此，由于形成的稀土化合物的延伸部分進(jìn)入該合金基 體具有“釘扎”作用，又使該合金內(nèi)部的界面附著力增加了，進(jìn)而提升合金的 抗氧化能力，提升電壽命。