專利名稱：：抗?jié)B碳耐高溫電熱合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種抗?jié)B碳耐高溫電熱金屬合金材料。技術(shù)背景抗?jié)B碳耐髙溫電熱金屬合金材料，用途廣泛，適用于機(jī)械、冶金、電子、化工等行業(yè)，它具有良好的耐腐蝕性、耐高溫抗氧化以及抗?jié)B碳性能，國內(nèi)目前使用的抗?jié)B碳耐髙溫電熱元件多是CrNi系或CrAl系電熱元件，或添加稀土釔Y來提高綜合性；有的表面涂一層起保護(hù)作用的高溫玻璃釉類，但涂層工藝復(fù)雜、使用壽命短、且價(jià)格高，中國專利抗?jié)B碳耐熱合金，C脂100246A，公開了每種成份都低于50%的以Cr、Ni、Fe為基體，含Si、Mn、稀土(Ce、Y、La或混合稀土)，提高合金的耐高溫氧化、硫化性能。中國專利高溫耐熱鐵基合金，CN85102472A，公開了利用高鉻、髙碳、低鎳含氮的配方獲得鑄態(tài)下奧氏體基體并含有部分碳化物的金相組織，此合金在鑄態(tài)下具有良好的機(jī)加工性，可焊性，而且其熔鑄工藝方便。陜西鋼鐵研究所與包頭稀土研究院合作研制的Cr23Al6Y,通過添加稀土元素釔Y來提高產(chǎn)品的綜合性能。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種綜合性能優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)、且制造成本低，能替代進(jìn)口的抗?jié)B碳耐高溫電熱合金。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的抗?jié)B碳耐高溫電熱合金，其特征在于它包括碳C、錳Mn、硅Si、磷P、硫S,鉻Cr、鋁A1、釔Y、鏑Dy、軋Gd、鐵Fe,其重量百分比為碳(:<0.05%,錳Mn《0.30%,硅Si<0.50%,磷P《0.025%，硫S《0.020%,鉻Cr22.00-24.00%,鋁A15.00-7.00c/。，釔Y0.10-1.00%，鏑DyO.10-0.50c/。，軋GdO.10-0.50%，余量為鐵Fe。所述的抗?jié)B碳耐高溫電熱合金，它還包含鈣Ca、鋯Zr、鈦Ti、鎳Ni,其重量百分比為錦CaO.5-1.0%,鋯ZrO.5-1.0%,鈦TiO.1-0.5%，鎳NiO.1-0.5c/0。所述的抗?jié)B碳耐高溫電熱合金加工成的電熱元件135(TC快速壽命大于60小時(shí)。所述的抗?jié)B碳耐高溫電熱合金加工成的電熱元件130(TC快速壽命大于80小時(shí)。所述的抗?jié)B碳耐高溫電熱合金冷加工合金延伸率大于16%。本發(fā)明在原有Cr23Al6Y抗?jié)B碳電熱合金的基礎(chǔ)上，添加與釔Y離子半徑相近的鏑Dy和釓Gd元素，釔Y與鏑Dy和釓Gd相結(jié)合有利于提高產(chǎn)品的抗氧化性和高溫強(qiáng)度，同時(shí)添加錦Ca、鋯Zr、鈦Ti、鎳Ni微合金元素，使合金基體組織細(xì)化，氧化膜結(jié)構(gòu)致密，提高了高溫抗氧化性能、改善了合金材料的冷、熱加工塑性。為提高合金的抗?jié)B碳性能，本發(fā)明利用Cr對(duì)滲碳的阻礙作用，增強(qiáng)合金的抗?jié)B碳能力，另外加入適量的Ti,以與滲入的碳形成碳化物，阻止碳向合金內(nèi)部擴(kuò)散；還加入Mn及Al以提高合金組織穩(wěn)定性和高溫性能；鈣鋁合金起到微合金化作用，同時(shí)起到脫氧作用；金屬釔與鋁結(jié)合，產(chǎn)生致密的復(fù)合氧化膜，起到抗腐蝕、耐高溫作用；金屬鋯是強(qiáng)有力的脫氧脫氮元素，能細(xì)化晶粒，起到抗熱脆性作用；金屬鏑、釓能提高合金高溫強(qiáng)度，增強(qiáng)抗氧化性能；為提高合金的抗氧化、硫化能力，進(jìn)一步提高合金的耐高溫腐蝕性能，本發(fā)明添加了有顯著增強(qiáng)合金氧化膜的保護(hù)性和結(jié)合力的稀土元素Y、Dy和Gd。下面是本發(fā)明產(chǎn)品與國內(nèi)外同類產(chǎn)品的化學(xué)成份及技術(shù)性能對(duì)照表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>技術(shù)性能比較<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>從表中可以看出，本發(fā)明兩項(xiàng)主要技術(shù)指標(biāo)國內(nèi)領(lǐng)先，相當(dāng)于國際品牌KanthaU-1高溫鐵鉻鋁合金，并價(jià)格為鎳鉻材料的1/5，為KanthalA-l的1/6，具有很好的性價(jià)比。具體實(shí)施方式實(shí)施例1一種抗?jié)B碳耐高溫電熱合金，包括碳C、錳Mn、硅Si、磷P、硫S,鉻Cr、鋁A1、釔Y、鏑Dy、釓Gd、鐵Fe,其重量百分比為碳CO.02c/。,錳MnO.23%，硅SiO.13c/。,磷PO.025c/。，硫SO.020%,鉻Cr23.05%,鋁A15.87c/。，釔Y0.2c/。，鏑Dy0.5c/。，釓GdO.5c/。，余量為鐵Fe。該抗?jié)B碳耐高溫電熱合金加工成的電熱元件135(TC快速壽命為76.2小時(shí)、130(TC快速壽命為88.33小時(shí)，冷加工合金延伸率為27.29%。實(shí)施例2一種抗?jié)B碳耐高溫電熱合金，包括碳C、錳Mn、硅Si、磷P、硫S,鉻Cr、鋁A1、釔Y、鏑Dy、軋Gd、錦Ca、鋯Zr、鈥Ti、鎳Ni、鐵Fe，其重量百分比為碳CO.05%,錳MnO.30c/。，硅SiO.50%,磷PO.025c/。，硫SO.020%，鉻Cr24c/。，鉬八17%,釔Y17。，鏑DyO.57。，軋GdO.5c/。，鉤Calc/。，鋯Zrl7。，鈦TiO.5%，鎳NiO.5c/。，余量為鐵Fe。該抗?jié)B碳耐高溫電熱合金加工成的電熱元件135(TC快速壽命為78小時(shí)、1300°C快速壽命為89.6小時(shí)，冷加工合金延伸率為29°/。。實(shí)施例3一種抗?jié)B碳耐高溫電熱合金，包括碳C、錳Mn、硅Si、磷P、硫S,鉻Cr、鉬A1、釔Y、鏑Dy、釓Gd、鉤Ca、鋯Zr、鈥Ti、鎳Ni、鐵Fe，其重量百分比為碳CO.02%,錳MnO.23%,硅SiO.13%,磷PO.015%，硫SO.010c/。，鉻022%,鉬A15c/。，億YO.lc/。，鏑DyO.lc/。，軋GdO.1c/。，鉤CaO.5c/。，鋯ZrO.5c/。，鈥TiO.lc/。，鎳Ni0.1c/。，余量為鐵Fe。該抗?jié)B碳耐高溫電熱合金加工成的電熱元件135(TC快速壽命為72.3小時(shí)、130(TC快速壽命為81.6小時(shí)，冷加工合金延伸率為25%。實(shí)施例4一種抗?jié)B碳耐高溫電熱合金，包括碳C、錳Mn、硅Si、磷P、硫S,鉻Cr、鉬A1、釔Y、鏑Dy、釓Gd、鉤Ca、鋯Zr、鈦Ti、鎳Ni、鐵Fe,其重量百分比為碳C0.01c/。，錳Mn0.13%，硅Si0.1()c/。，磷PO.015%,硫SO.010%，鉻Cr23.05%，鋁A16%,釔YO.5%，鏑DyO.25c/。，軋GdO.25%，錦CaO.75%,鋯ZrO.75%,鈥Ti0.25c/。，鎳NiO.15%，余量為鐵Fe。該抗?jié)B碳耐高溫電熱合金加工成的電熱元件135(TC快速壽命為68.5小時(shí)、130(TC快速壽命為80.7小時(shí)，冷加工合金延伸率為24.9%。權(quán)利要求1.抗?jié)B碳耐高溫電熱合金，其特征在于它包括碳C、錳Mn、硅Si、磷P、硫S，鉻Cr、鋁Al、釔Y、鏑Dy、釓Gd、鐵Fe，其重量百分比為碳C≤0.05％，錳Mn≤0.30％，硅Si≤0.50％，磷P≤0.025％，硫S≤0.020％，鉻Cr22.00-24.00％，鋁Al5.00-7.00％，釔Y0.10-1.00％，鏑Dy0.10-0.50％，釓Gd0.10-0.50％，余量為鐵Fe。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的抗?jié)B碳耐高溫電熱合金，其特征在于它還包含鉤Ca、鋯Zr、鈦Ti、鎳Ni，其重量百分比為鉤CaO.5-1.0%，鋯ZrO.5-1.0%,鈥TiO.l-O.5c/0，鎳Ni0.l-O.5c/0。3、根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的抗?jié)B碳耐高溫電熱合金，其特征在于所述的抗?jié)B碳耐高溫電熱合金加工成的電熱元件135(rC快速壽命大于60小時(shí)。4、根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的抗?jié)B碳耐高溫電熱合金，其特征在于所述的抗?jié)B碳耐高溫電熱合金加工成的電熱元件130(TC快速壽命大于80小時(shí)。5、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抗?jié)B碳耐高溫電熱合金，特征在于所述的抗?jié)B碳耐高溫電熱合金冷加工合金延伸率大于16%。全文摘要本發(fā)明公開了一種抗?jié)B碳耐高溫電熱合金，它包括碳C、錳Mn、硅Si、磷P、硫S，鉻Cr、鋁Al、釔Y、鏑Dy、釓Gd、鐵Fe，其重量百分比為碳C≤0.05％，錳Mn≤0.30％，硅Si≤0.50％，磷P≤0.025％，硫S≤0.020％，鉻Cr22.00-24.00％，鋁Al5.00-7.00％，釔Y0.10-1.00％，鏑Dy0.10-0.50％，釓Gd0.10-0.50％，余量為鐵Fe。該抗?jié)B碳耐高溫電熱合金綜合性能優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)、且制造成本低，能替代進(jìn)口的抗?jié)B碳耐高溫電熱合金。文檔編號(hào)C22C38/50GK101280392SQ200710020928公開日2008年10月8日申請(qǐng)日期2007年4月4日優(yōu)先權(quán)日2007年4月4日發(fā)明者于洪香,葉世海,葉百春,孫善松,章愛英申請(qǐng)人:泰州市春海電熱合金制造有限公司