[发明专利]一种表面富含铝的铬铁铝合金

说明书

本发明涉及一种表面富含铝的铬铁铝合金，铁铬铝合金的原料为工业纯铁、金属铬和氮化铝粉体，在铁铬铝合金的制备过程中，是将工业纯铁、金属铬和1/3量的氮化铝粉体在中频感应炉中一次熔炼后除渣，在除渣后的钢水中二次加入1/3量的氮化铝粉体进行二次熔炼，熔炼后浇铸成铁铬铝合金锭，将铁铬铝合金锭包埋在剩余的1/3氮化铝粉体中放入到真空感应炉中三次熔炼，控制温度为2100～2300℃，熔炼时间为30～50min，然后迅速冷却至1000～1100℃，在此温度下恒温烧结30～50min，冷却后得到表面富含铝的铁铬铝合金。本发明高铝含量的铁铬铝合金材料制成的线材在1300℃时的快速寿命值在150～200h，使用寿命长，使得铁铬铝合金的应用满足特种行业的需求。

技术领域

本发明涉及铬铁铝合金领域，尤其涉及一种表面富含铝的铬铁铝合金。

背景技术

铁铬铝电热合金电阻率高，比重较轻，抗氧化及抗渗碳能力强，耐硫及各种碳氢气体腐蚀性能好，且价格低廉，使用温度可达1100～1300℃。根据GB/T1234-2012高电阻电热合金的规定，铁铬铝合金丝材在试验温度1300℃左右的快速寿命值不小于80h。随着对防热材料和防热结构的要求越来越高，所需材料需要承受的温度也越来越高，对高温合金的抗高温氧化能力和耐腐蚀性提出了更高的要求，为了满足抗氧化的需求，一般在成分中添加铝元素，而铝元素的增加会使材料机械加工性能变差，铝元素的含量在一般铁铬铝合金中的质量分数控制在3～7％。

现有的铁铬铝合金难以达到产业需求的铁铬铝合金指标，过高的铝含量会使合金的质量和硬度降低，机械加工性能变差，从而使铁铬铝合金的应用产生非常不良的影响。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出在铁铬铝合金的制备过程中，用氮化铝粉体取代铝锭，由于氮化铝粉体的导热性较高，并且分多次加入，既能提高铝的含量，又能使合金的质量和机械性能损失减少，提高铁铬铝合金的抗高温氧化性能。

根据本发明的一个方面，一种表面富含铝的铬铁铝合金，铁铬铝合金的原料为工业纯铁、金属铬和氮化铝粉体，在铁铬铝合金的制备过程中，是将工业纯铁、金属铬和1/3量的氮化铝粉体在中频感应炉中一次熔炼后除渣，在除渣后的钢水中二次加入1/3量的氮化铝粉体进行二次熔炼，熔炼后浇铸成铁铬铝合金锭，将铁铬铝合金锭包埋在剩余的1/3氮化铝粉体中放入到真空感应炉中三次熔炼，控制温度为2100～2300℃，熔炼时间为30～50min，然后迅速冷却至1000～1100℃，在此温度下恒温烧结30～50min，冷却后得到表面富含铝的铁铬铝合金。

根据本发明的又一方面，原料按质量份数，金属铬为5～10％，1/3的氮化铝粉体10～15％，工业纯铁为50～60％。

根据本发明的又一方面，一次熔炼温度控制在1800～2000℃，二次熔炼温度控制在2000～2500℃。

根据本发明的又一方面，在三次熔炼时迅速冷却至1000～1100℃的时间控制在10min。

根据本发明的又一方面，其含化学元素的质量百分数为：C为0.02％～0.03％，Fe为45％～55％，Cr为10％～25％，Al为10％～25％，N为5％～10％，P≤0.02％，S≤0.02％，Si≤0.1％。

根据本发明的又一方面，其含化学元素的质量百分数为：C为0.02％～0.03％，Fe为50％～55％，Cr为15％～25％，Al为10％～20％，N为5％～10％，P≤0.02％，S≤0.02％，Si≤0.1％。

根据本发明的又一方面，其含化学元素的质量百分数为：C为0.02％～0.03％，Fe为50％～55％，Cr为20％～25％，Al为15％～20％，N为5％～8％，P≤0.02％，S≤0.02％，Si≤0.1％。