[发明专利]新型高电阻电热合金Cr20Ni80Al及其制备方法

说明书

本发明提出一种新型高电阻电热合金Cr20Ni80Al，其组成元素及重量百分比含量为：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%；余量为Ni及不可避免的杂质；本发明还提出所述的高电阻电热合金Cr20Ni80Al的制备工艺。本发明制备的高电阻电热合金Cr20Ni80Al与现有的电热合金相比，具有更高电阻率，更高的使用寿命、很好的加工性能、优良的抗氧化性能、热膨胀系数小、高温强度好等优良性能，对提高生产效率，保证产品质量，降低生产成本具有十分重要的经济意义。

技术领域

本发明涉及电热合金技术领域，特别涉及一种新型电加热元件用高电阻电热合金Cr20Ni80Al及其制备方法。

背景技术

电热合金是将电能转化为热能的功能性材料，它的最高使用温度可达1400℃，在冶金、机械、石化、电气、建筑、军工、家电等领域中用于制造各种电热元件。目前电热合金材料己成为一种重要的工程合金材料，在国民经济中占有重要的地位。国外电热合金产量较大的国家有瑞典、俄罗斯、德国、美国和日本等，有些国家由于镍资源比较丰富其电热合金中镍-铬合金的比例占50%-90%。

我国于20世纪50年代初期开始生产镍-铬-铁电热合金产品。以前一般采用感应炉冶炼工艺，随着工业生产的发展对电热合金的需求量不断增长，经过近四十年的不断发展与完善，目前已建立了具有我国特点的电热合金体系。现在我国可以生产镍-铬、镍-铬-铁、铁-铬-铝全部系列的电热合金线材、带材和扁丝；其中镍-铬和镍-铬-铁合金约占10%。目前我国的电热合金产量居世界第一位，也是全世界电热合金品种最齐全的国家，部分企业的部分产品质量已达到或超过国外同类产品的质量水平。随着科学技术研究的发展和人们生活水平的不断提高，各领域对高电阻电热合金需求不断增加，电热合金的市场前景将非常广阔。

电热合金主要分为镍铬系电热合金和铁铬铝系电热合金两大类，这两大类电热合金由于组织不同分别有着不同的优缺点：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，稳定性高；具有比较优异的高温强度、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。为了满足某些电加热行业越来越高的需求，需要使电热合金既要具有跟铁铬铝系电热合金一样的电阻率还要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，如此，就需要对现有的电热合金进行材料组成及加工工艺的进一步优化，使其综合性能得到了进一步的提升，使其满足特殊用途的加热器件的使用要求。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。

发明内容

根据目前的某些领域的电热合金的特殊使用需求，本发明的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及其制备方法，本发明的高电阻电热合金Cr20Ni80Al的电阻率高、加工性能好、热膨胀系数小、高温强度好并具有优良的抗氧化性能和比较长的使用寿命。

为了实现上述本发明的目的，本发明的一种新型高电阻电热合金Cr20Ni80Al的组成元素及重量百分比含量为：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%；余量为Ni及不可避免的杂质。