[发明专利]一种含钇的Fe-Cr-Al电热合金薄规格冷轧板的制备方法

说明书

本发明提供了一种含钇的Fe‑Cr‑Al电热合金薄规格冷轧板的制备方法。制备过程为：(1)按照Fe‑Cr‑Al电热合金的成分配比，外加质量分数为0.01～0.1％的钇；(2)将各原料分类，分步放入真空感应熔炼炉中，冶炼得到钢水；(3)将钢水浇入双辊薄带铸轧机中进行铸轧，制备得到含钇的Fe‑Cr‑Al电热合金铸带；(4)将铸带进行“两次单道次热轧+退火处理+酸洗+反复冷轧”的复合生产工艺，制备得到铸带的薄规格冷轧板产品。本发明制备的Fe‑Cr‑Al电热合金铸带的凝固组织较常规工艺的凝固组织细化了50～150倍，改善了加工性能；极大地缩短了Fe‑Cr‑Al电热合金薄规格冷轧板的制备过程，且薄规格冷轧板的力学性能与常规薄规格冷轧板的力学性能相当，耐高温氧化性能优于常规薄规格冷轧板。

技术领域

本发明属于Fe-Cr-Al电热合金制备技术领域，特别涉及一种含钇的Fe-Cr-Al电热合金薄规格冷轧板的制备方法。

背景技术

Fe-Cr-Al合金被认为是最重要的电热合金，应用Fe-Cr-Al电热合金生产的电热元件，在高温使用时，形成稳定而致密且生长速度缓慢的氧化物薄膜，能对合金起到有效的保护使用，它可以在1300℃的高温环境中正常工作。另外，该电热合金电阻率系数较大、电阻温度系数小、良好的耐热性、比重低等优点，在生活领域和工业生产中都有重要的应用，如热水器、汽车尾气净化器载体部分、热气体过滤系统等。Fe-Cr-Al电热合金的应用多为200μm以下的薄规格产品，采用传统工艺，经由厚板坯生产至使用规格，生产过程复杂，能源消耗巨大，生产耗时长，加工困难，亟待开发出新的生产工艺方法。另外，Fe-Cr-Al电热合金存在几点严重的缺陷：(1)铸态组织异常粗大，对应力很敏感，脆性大，塑性韧性差，不利于加工；(2)高温时具有较高的晶粒长大倾向和较低的蠕变强度，容易引起脆化；(3)使用的温度越高，使用的时间越长，晶粒长大越严重，冷却后脆化越严重，且这种转变是不可逆的，发热体脆断的主要原因就是由于异常粗大晶粒造成的。所以，控制Fe-Cr-Al电热合金高温晶粒尺寸长大趋势成为延长该合金使用寿命和提高安全使用性能的关键所在，目前主要采用添加稀土元素来改善Fe-Cr-Al电热合金高温性能。专利CN 1011280392 A中公开了一种抗渗碳高温电热合金，联合添加了钇、镝、钆元素，该合金具有优异的综合性能，能替代进口的抗渗碳耐高温电热合金，其中钇含量为0.1％-1.0％，故无法预知单独加钇元素对耐高温电热合金的影响。专利CN 102206773 A中公开了一种高电阻电热合金材料，具有热膨胀系数小、高温强度好、加工性能好、使用寿命长、高电阻率的电热合金材料，其中钇含量为0.2％-0.8％，未说明钇含量在低于0.2％时对耐高温氧化性能的影响。

发明内容

针对现有Fe-Cr-Al电热合金薄规格冷轧板制备工艺过程中存在的上述问题，以及其使用状态为薄规格这一特性，本发明提供了一种含钇的Fe-Cr-Al电热合金薄规格冷轧板的制备方法。具体技术方案为:

(1)熔炼：Fe-Cr-Al电热合金的原料在200～300℃保温30～60min；先将Fe和Cr放入真空度为10～20Pa的真空感应熔炼炉中熔化完全，再加入Al块使其完全溶解消耗钢液中的氧，最后加入质量百分数0.01～0.1％钇；熔化完全后静置2～3min，得到钢水；

(2)浇注：氩气保护下，将钢水浇入双辊薄带铸轧机中进行铸轧，其中浇注温度为1580～1620℃，铸轧速度为30～50m/min，铸轧力60～80kN，得到厚度为2～3mm的Fe-Cr-Al电热合金近终型铸带；

(3)两次单道次热轧：将上述制得的Fe-Cr-Al电热合金近终型铸带在1050～1150℃保温20～30min，在轧机上进行一道次热轧变形；回炉重新加热，在1050～1150℃下保温1～2min，再进行一道次热轧变形，得到铸带的热轧板并进行卷取；

(4)退火处理：将上述铸带热轧板进行退火处理，得到完全再结晶组织后淬火至室温；