[发明专利]一种高电阻铬镍电热合金及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及镍铬合金技术领域，特别是涉及一种高电阻铬镍电热合金及其制备工艺。

背景技术

电热合金分两大类镍铬系电热合金和铁铬铝系电热合金，这两大系电热合金分别由于组织不同有着不同的优缺点：镍铬系电热合金为单相奥氏体组织，其优点是高温不存在相变的稳定性，高的高温强度、塑性、成型性好、抗氧化性好、具有高的持久强度和高温使用寿命，缺点是电阻率不及铁铬铝系电热合金；铁铬铝系电热合金为单相铁素体组织，其优点是能使用于超高温1100℃以上的环境、具有更高的电阻率、抗氧化性好，缺点是塑性差、不易成型、不可焊性、持久强度和使用寿命不及镍铬系电热合金。为了得到跟铁铬铝系电热合金一样的电阻率并能得到镍铬系电热合金更好的抗氧化性、持久强度和使用寿命。在特殊电加热行业的需求下研制开发了在Cr20Ni80基础上通过成分的调整得到具有与0Cr25Al5一样的高的电阻率并且比Cr20Ni80更好的高温强度、抗氧化性能和更好的高温持久强度和高温蠕变强度。使其综合性能得到了进一步的提升，广泛运用于特殊用途的加热元器件。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种高电阻铬镍电热合金及其制备工艺，目的是为了提高电热合金的电阻率、更好的电气特性，增强合金材料的抗氧化性能、提高合金的高温强度和使用寿命，提供了一种新型高电阻电热合金Cr20Ni80Al。

本发明所采用的技术方案是：一种高电阻铬镍电热合金，其化学式为Cr20Ni80Al，且其原料配方，按重量百分比计算，所含量成分如下：

C：≤0.03%；         Si：1.40~1.60         Mn：≤0.30~0.50%

P：≤0.020%          S：≤0.015%           Cr：20.5~21.50%

Ti ≤0.10%           AL ≤3.5~3.7%         Fe：≤1.00%

Zr：≤0.2% ；余量为Ni及不可避免的杂质。

上述高电阻电热合金的制备工艺，其具体步骤如下：

A、首先按上述设计成分配料；

B、真空感应炉冶炼；

C、锻造；

D、热轧；

E、盘条退火并进行酸洗；

F、多道次：拉拔-退火-拉拔；

G、拉拔采用单车进行。

进一步地，B步骤的精炼温度为1460-1500℃；精炼时间：大于30分钟，出钢温度1500-1520℃。

更进一步地，B步骤完成后，C步骤开始之前，进行修磨处理。

进一步地，步骤C的锻造完成后，在步骤Ｄ的热轧开始之前，进行超声检测。

更进一步地，步骤C的锻造开锻温度为1110℃-1130℃，终锻温度≥960℃。

进一步地，步骤D的热轧温度为1130℃-1150℃，终轧温度≥950℃

再进一步地，步骤E进行盘条退火的温度为950℃-970℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1.降低了原有电热合金C、Si含量、增加了AL、Zr、稀土元素含量，降低C和Si含量可增加材料塑性、减少脆性相形成提高寿命，增加Al含量可增加材料的电阻率、高温强度和抗氧化性能，增加Zr和稀土元素能够提高材料高位持久强度和使用寿命；采用真空感应炉直接熔炼法，钢成分均匀性好、钢液纯净，合金脱气充分，钢锭质量好；锻造采用电炉加热，升温速率和保温时间得到有效控制，可改善锻造后晶粒的均匀性和成材率。拉拔采用慢速进行，采用多道次小变形量拉拔。(中间退火为光亮热处理退火,温度1020℃)

拉拔道次为：

Φ8.0*—7.2—6.5*—6.0—5.5—5.0*—4.5—4.0*—3.5—3.0*—2.5—2.2—

2.0—1.8—Φ1.6*—1.4—1.2—1.0*—0.95，其中“*”为中间退火道次。

2.相比国标GB/T1234-2012标准中Cr20Ni80具有更高的电阻率、使用寿命、加工性能好、优良抗氧化性能、热膨胀系数小、高温强度好的优良性能。

3.采用真空感应炉冶炼，锻造、热轧采用电炉加热减少材料氧化并提升均匀性。

4.其各种使用性能都优于Cr20Ni80合金材料。本发明的高电阻电热合金Cr20Ni80Al电阻率高、加工性能好、优良抗氧化性能、热膨胀系数小、高温强度好、高的使用寿命等优良性能。