[发明专利]低热膨胀合金

摘要

为了延长各种高温机械设备包括燃气轮机的使用寿命，并使固体氧化物燃料电池的尺寸可能增大，本发明改进了热膨胀系数接近稳定化氧化锆的热膨胀系数的Cr－Ｗ－Fe系合金的组成，并提供满足近年来高要求的具有抗氧化性和优良导电性的低热膨胀合金，尤其是单独具有或是综合具有优良的高温机械强度和高温抗氧化性和低的电阻率。为了提高高温机械强度，而且不损害与稳定化氧化锆的热匹配以及抗氧化性和导电性，向所述具有优良热匹配性能的Cr－Ｗ－Fe系合金添加Co；或者，为了提高抗氧化性，并使所述合金的近表面与稳定化氧化锆在热膨胀系数上更加接近，优化了合金中Cr和Al的添加量；为了降低电阻率，向合金中添加了选自Ti、Zr、Hf中的至少一种元素，并且，当添加Hf时，同时添加Ｂ，以便利于合金热加工的进行。向所述Cr－Ｗ－Fe系合金选择性地或复合添加了Co、Al和（Ti,Zr,Hf），并且为了防止Ｗ在晶界的偏析，添加了Ｂ。此外，为提高抗氧化性，还向所述Cr－Ｗ－Fe系合金添加了Ｍ（Ｍ＝Ｙ，Hf,Ce,La,Nd,Dy中的至少一种）。$＃!

主权项

1．一种低热膨胀合金，包括选自以下组中的Cr-W-Fe基合金：Cr-W-Al-Fe、Cr-W-Al-B-Fe、Cr-W-Al-M-Fe、Cr-W-Al-B-M-Fe、Cr-W-CO-Fe、Cr-W-Co-B-Fe、Cr-W-Co-M-Fe、Cr-W-Co-B-M-Fe、Cr-W-Co-Al-Fe、Cr-W-Co-Al-B-Fe、Cr-W-Co-Al-M-Fe、Cr-W-Co-Al-B-M-Fe、Cr-W-(Ti,Zr,Hf)-Fe、Cr-W-(Ti,Zr,Hf)-B-Fe、Cr-W-(Ti,Zr,Hf)-M-Fe、Cr-W-(Ti,Zr,Hf)-B-M-Fe、Cr-W-(Ti,Zr,Hf)-Al-Fe、Cr-W-(Ti,Zr,Hf)-Al-B-Fe、Cr-W-(Ti,Zr,Hf)-Al-M-Fe、Cr-W-(Ti,Zr,Hf)-Al-B-M-Fe、Cr-W-(Ti,Zr,Hf)-Co-Fe、Cr-W-(Ti,Zr,Hf)-Co-B-Fe、Cr-W-(Ti,Zr,Hf)-Co-M-Fe、Cr-W-(Ti,Zr,Hf)-Co-B-M-Fe、Cr-W-(Ti,Zr,Hf)-Al-Co-Fe、Cr-W-(Ti,Zr,Hf)-Al-Co-B-Fe、Cr-W-(Ti,Zr,Hf)-Al-Co-M-Fe和Cr-W-(Ti,Zr,Hf)-Al-Co-B-M-Fe,所述低热膨胀合金对于每种合金元素的限定包括：Cr15～40重量％、W5～15重量％、Al0.1～1重量％、Co1～10重量％、0.1重量％～5重量％的至少一种选自Ti、Zr和Hf中的元素、0.001～0.01重量％的B、0.01～1重量％的M,M是至少一种选自Y、Hf、Ce、La、Nd和Dy中的元素，其余为Fe和不可避免的杂质，其中当在Ti、Zr和Hf中只选用Hf时则该合金含1～5重量％的Hf，并且仅当使用Ti和Zr中的至少一种时，可选择Hf作为所述M。