CN102691009A - 高温高导电铁基合金材料及其在电极中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电化学、电冶金电极所用合金钢，特别是涉及一种高温高导电铁基合金材料及其在电化学、电冶金技术领域电极中的应用。所述高温高导电铁基合金材料，其化学成分组成为：Mn0.1～0.15%，Si0.02～0.08%，Ti0.01～0.02%，Ni、Cr和Cu中最少二种元素的组合≤0.20%，V、Co、W、Al和稀土金属中最少三种元素的组合≤0.85%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。本发明高温高导电铁基合金材料生产成本低、欧姆压降低，具有良好的导电性能、较低的线胀系数，并且具有良好的机械性能。
Description
一、技术领域：
本发明涉及电化学、电冶金技术领域电极所用合金钢领域，特别是涉及一种高温高导电铁基合金材料及其在电化学、电冶金技术领域电极中的应用。
二、背景技术：
电极合金是电阻焊过程中的关键材料，其作用是对被焊件同时提供电流和压力。焊接时，由于被焊件的不同要求，电极上通过的电流从数十安培到数万安培，压力从几十公斤到几千公斤，而且是在电流通过产生高温的同时承受压力。因此，电极材料必须具有优良的导电性、抗熔粘性以及较高的硬度和耐热强度。根据电极合金的要求，国内外曾经开发采用高强度、中导电率的铍钴银合金作为不锈钢、耐热钢和高温合金搭接电阻焊的电极材料。但是，铍元素是贵重金属，铍及其化合物的烟雾和粉末容易引起人体的呼吸系统、皮肤及其他器官的病变，导致铍肺病和皮肤病。由于在冶炼和使用过程中铍对人体健康威胁极大，该电极材料逐渐被淘汰。继而，本领域的技术人员开发研究了另外一种电极合金材料即电极用铜合金材料。
铜和铝具有较高的导电性、导热性和优良的工艺性能，作为导电、导热材料广泛地应用于各工业部门。但铜和铝的强度低、耐热性差，高温下易软化变形，因而其应用领域受到了限制。目前，用于电化学和电冶金的导电材料主要是优质碳素钢材，或在其表面镀层，但其自身的电导率低，欧姆压降大，在大电流下长时间运行浪费很多电能，铜和铝虽然电导率高，但由于其线胀系数大，无法应用于高温下与非金属石墨等电极材料的结合，易造成电极由于热应力而失去作用。因此，开发研究一种高温条件下具有高导电率、低线胀系数的电极用合金材料是非常必要的。并且开发研究的合金材料可大批量生产，能满足电化学和电冶金行业高温工作的需要。
三、发明内容：
本发明的目的是针对电化学、电冶金技术领域电极所用合金材料存在的不足之处，提供一种高温条件下具有高导电率、较低线胀系数的电极用高温高导电铁基合金材料，即提供一种高温高导电铁基合金材料及其在电极中的应用。
为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：
本发明提供一种高温高导电铁基合金材料，以重量百分含量表示，所述高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.1～0.15%，Si 0.02～0.08%，Ti 0.01～0.02%，Ni、Cr和Cu中最少二种元素的组合≤0.20%，V、Co、W、Al和稀土金属中最少三种元素的组合≤0.85%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
根据上述的高温高导电铁基合金材料，所述高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.1～0.15%，Si 0.02～0.08%，Ti 0.01～0.02%，Ni 0.01～0.05%，Cr 0.05～0.10%，V 0.01～0.02%，Co 0.05～0.1%，W 0.05～0.1%，Al 0.20～0.55%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
根据上述的高温高导电铁基合金材料，所述高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.1～0.15%，Si 0.02～0.08%，Ti 0.01～0.02%，Ni 0.01～0.05%，Cu 0.02～0.05%，V 0.01～0.02%，Co 0.05～0.1%，Al 0.20～0.55%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
根据上述的高温高导电铁基合金材料，所述高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.1～0.15%，Si 0.02～0.08%，Ti 0.01～0.02%，Cr 0.05～0.10%，Cu 0.02～0.05%，V 0.01～0.02%，Co 0.05～0.1%，Al 0.20～0.55%，稀土金属 0.0001～0.0015%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
根据上述的高温高导电铁基合金材料，所述高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.1～0.15%，Si 0.02～0.08%，Ti 0.01～0.02%，Ni 0.01～0.05%，Cr 0.05～0.10%，Cu 0.02～0.05%，V 0.01～0.02%，Co 0.05～0.1%，W 0.05～0.1%，Al 0.20～0.55%，稀土金属 0.0001～0.0015%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
根据上述的高温高导电铁基合金材料，所述高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.1～0.15%，Si 0.02～0.08%，Ti 0.01～0.02%，Ni 0.01～0.05%，Cr 0.05～0.10%，Cu 0.02～0.05%，V 0.01～0.02%，W 0.05～0.1%，Al 0.20～0.55%，稀土金属 0.0001～0.0015%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
根据上述的高温高导电铁基合金材料，所述高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.1～0.15%，Si 0.02～0.08%，Ti 0.01～0.02%，Ni 0.01～0.05%，Cr 0.05～0.10%，Cu 0.02～0.05%，V 0.01～0.02%，W 0.05～0.1%，Al 0.20～0.55%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
根据上述的高温高导电铁基合金材料，所述高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.1～0.15%，Si 0.02～0.08%，Ti 0.01～0.02%，Cr 0.05～0.10%，Cu 0.02～0.05%，Co 0.05～0.1%，W 0.05～0.1%，Al 0.20～0.55%，稀土金属 0.0001～0.0015%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
根据上述的高温高导电铁基合金材料，所述高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.1～0.15%，Si 0.02～0.08%，Ti 0.01～0.02%，Ni 0.01～0.05%，Cr 0.05～0.10%，Cu 0.02～0.05%，Co 0.05～0.1%，W 0.05～0.1%，Al 0.20～0.55%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
一种上述的高温高导电铁基合金材料在电化学、电冶金电极中的应用。
本发明高温高导电铁基合金材料可采用现有合金钢的加工方法进行加工处理。
本发明的积极有益效果：
1、本发明合理选择基体和化学元素及配比，并科学的进行了成分优化设计，本发明铁基合金材料化学成分组成中加入了超导材料V、Ti、Al，经加工处理使得本发明铁基合金材料位错密度降低，晶格畸变减少，电阻降低，获得高温下较好的晶间界面和纤维组织，利于电子的通过，达到高温下具有较高的导电率；Co、W的加入改善了电极用合金材料的高温物理性能，使线胀系数较小，而且可大规模、大批量生产。本发明高温高导电铁基合金材料生产成本低、欧姆压降低。本发明高温高导电铁基合金材料具有良好的导电性能、较低的线胀系数，并且具有良好的机械性能。
2、本发明高温高导电率的铁基合金材料在400℃时的电导率约为11.5%IACS或最高的电导率，在500℃时的电导率约为7.6%IACS或最高的电导率，其电导率受温度影响相对较小，是传统优质碳素钢在相应温度下的2.4～3.4倍以上；在大电流（180～500 KA）条件下，生产1吨材料每小时可节约用电200～1000度。本发明高温高导电铁基合金材料在400～500℃时的线胀系数分别是铜的70～75%，是铝的51～53%。因此本发明高温高导电铁基合金材料可广泛应用于高温电化学和电冶金的电极中。
3、本发明高温高导电率的铁基合金材料可达到传统优质碳素钢材料增加40～50%的电导率，因此完全可替代传统的异形导电棒。
4、本发明高温高导电铁基合金材料可采用炼钢工艺大规模、大批量生产，可生产成板材、条钢及棒材，进行二次轧制或热处理形成纤维组织，使合金元素有序排列，减小晶界，可长期在850℃以上工作，短期可在1450℃工作，大大提高了高温导电性能，并且成本低。
5、本发明高温高导电合金材料的室温抗拉强度大于270MPa，断裂伸长率大于26%。
6、本发明高温高导电铁基合金材料可广泛用于电化学和电冶金技术领域大规模化工业的电极，如阴极导电棒或阳极钢爪的制作。用于电化学、电冶金技术领域电极中时，具有较高的导电率和较低的线胀系数。可用于高温大电流，性能稳定，与碳块能较好的结合，减少碳块的热裂纹，延长电解池的寿命。
四、具体实施方式：
以下结合实施例进一步阐释本发明，但并不限制本发明的内容。
实施例1：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.12%，Si 0.05%，Ti 0.015%，Ni 0.03%，Cr 0.07%，Cu 0.03%，V 0.015%，Co 0.08%，W 0.08%，Al 0.4%，稀土金属 0.0005%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例2：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.10%，Si 0.07%，Ti 0.013%，Ni 0.02%，Cr 0.09%，Cu 0.04%，V 0.01%，Co 0.06%，W 0.09%，Al 0.3%，稀土金属 0.0008%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例3：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.14%，Si 0.02%，Ti 0.01%，Ni 0.04%，Cr 0.05%，Cu 0.02%，V 0.018%，Co 0.09%，W 0.05%，Al 0.55%，稀土金属 0.0001%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例4：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.15%，Si 0.08%，Ti 0.018%，Ni 0.01%，Cr 0.06%，Cu 0.05%，V 0.012%，Co 0.05%，W 0.1%，Al 0.2%，稀土金属 0.0015%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例5：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.13%，Si 0.04%，Ti 0.02%，Ni 0.05%，Cr 0.1%，Cu 0.03%，V 0.02%，Co 0.1%，W 0.07%，Al 0.25%，稀土金属 0.001%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例6：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.12%，Si 0.05%，Ti 0.015%，Ni 0.03%，Cr 0.07%，V 0.015%，Co 0.08%，W 0.08%，Al 0.4%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例7：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.10%，Si 0.07%，Ti 0.013%，Ni 0.02%，Cr 0.09%，V 0.01%，Co 0.06%，W 0.09%，Al 0.3%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例8：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.14%，Si 0.02%，Ti 0.01%，Ni 0.04%，Cr 0.05%，V 0.018%，Co 0.09%，W 0.05%，Al 0.55%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例9：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.15%，Si 0.08%，Ti 0.018%，Ni 0.01%，Cr 0.06%，V 0.012%，Co 0.05%，W 0.1%，Al 0.2%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例10：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.13%，Si 0.04%，Ti 0.02%，Ni 0.05%，Cr 0.1%，V 0.02%，Co 0.1%，W 0.07%，Al 0.25%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例11：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.12%，Si 0.05%，Ti 0.015%，Ni 0.03%，Cu 0.03%，V 0.015%，Co 0.08%，Al 0.4%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例12：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.10%，Si 0.07%，Ti 0.013%，Ni 0.02%，Cu 0.04%，V 0.01%，Co 0.06%，Al 0.3%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例13：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.14%，Si 0.02%，Ti 0.01%，Ni 0.04%，Cu 0.02%，V 0.018%，Co 0.09%，Al 0.55%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例14：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.15%，Si 0.08%，Ti 0.018%，Ni 0.01%，Cu 0.05%，V 0.012%，Co 0.05%，Al 0.2%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例15：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.13%，Si 0.04%，Ti 0.02%，Ni 0.05%，Cu 0.03%，V 0.02%，Co 0.1%，Al 0.25%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例16：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.12%，Si 0.05%，Ti 0.015%，Cr 0.07%，Cu 0.03%，V 0.015%，Co 0.08%，Al 0.4%，稀土金属 0.0005%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例17：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.10%，Si 0.07%，Ti 0.013%，Cr 0.09%，Cu 0.04%，V 0.01%，Co 0.06%，Al 0.3%，稀土金属 0.0008%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例18：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.14%，Si 0.02%，Ti 0.01%，Cr 0.05%，Cu 0.02%，V 0.018%，Co 0.09%，Al 0.55%，稀土金属 0.0001%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例19：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.15%，Si 0.08%，Ti 0.018%，Cr 0.06%，Cu 0.05%，V 0.012%，Co 0.05%，Al 0.2%，稀土金属 0.0015%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例20：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.13%，Si 0.04%，Ti 0.02%，Cr 0.1%，Cu 0.03%，V 0.02%，Co 0.1%，Al 0.25%，稀土金属 0.001%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例21：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.12%，Si 0.05%，Ti 0.015%，Ni 0.03%，Cr 0.07%，Cu 0.03%，V 0.015%，W 0.08%，Al 0.4%，稀土金属 0.0005%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例22：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.10%，Si 0.07%，Ti 0.013%，Ni 0.02%，Cr 0.09%，Cu 0.04%，V 0.01%，W 0.09%，Al 0.3%，稀土金属 0.0008%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例23：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.14%，Si 0.02%，Ti 0.01%，Ni 0.04%，Cr 0.05%，Cu 0.02%，V 0.018%，W 0.05%，Al 0.55%，稀土金属 0.0001%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例24：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.15%，Si 0.08%，Ti 0.018%，Ni 0.01%，Cr 0.06%，Cu 0.05%，V 0.012%，W 0.1%，Al 0.2%，稀土金属 0.0015%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例25：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.13%，Si 0.04%，Ti 0.02%，Ni 0.05%，Cr 0.1%，Cu 0.03%，V 0.02%，W 0.07%，Al 0.25%，稀土金属 0.001%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例26：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.12%，Si 0.05%，Ti 0.015%，Ni 0.03%，Cr 0.07%，Cu 0.03%，V 0.015%，W 0.08%，Al 0.4%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例27：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.10%，Si 0.07%，Ti 0.013%，Ni 0.02%，Cr 0.09%，Cu 0.04%，V 0.01%，W 0.09%，Al 0.3%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例28：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.14%，Si 0.02%，Ti 0.01%，Ni 0.04%，Cr 0.05%，Cu 0.02%，V 0.018%，W 0.05%，Al 0.55%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例29：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.15%，Si 0.08%，Ti 0.018%，Ni 0.01%，Cr 0.06%，Cu 0.05%，V 0.012%，W 0.1%，Al 0.2%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例30：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.13%，Si 0.04%，Ti 0.02%，Ni 0.05%，Cr 0.1%，Cu 0.03%，V 0.02%，W 0.07%，Al 0.25%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例31：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.12%，Si 0.05%，Ti 0.015%，Cr 0.07%，Cu 0.03%，Co 0.08%，W 0.08%，Al 0.4%，稀土金属 0.0005%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例32：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.10%，Si 0.07%，Ti 0.013%，Cr 0.09%，Cu 0.04%，Co 0.06%，W 0.09%，Al 0.3%，稀土金属 0.0008%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例33：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.14%，Si 0.02%，Ti 0.01%，Cr 0.05%，Cu 0.02%，Co 0.09%，W 0.05%，Al 0.55%，稀土金属 0.0001%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例34：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.15%，Si 0.08%，Ti 0.018%，Cr 0.06%，Cu 0.05%，Co 0.05%，W 0.1%，Al 0.2%，稀土金属 0.0015%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例35：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.13%，Si 0.04%，Ti 0.02%，Cr 0.1%，Cu 0.03%，Co 0.1%，W 0.07%，Al 0.25%，稀土金属 0.001%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例36：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.12%，Si 0.05%，Ti 0.015%，Ni 0.03%，Cr 0.07%，Cu 0.03%，Co 0.08%，W 0.08%，Al 0.4%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例37：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.10%，Si 0.07%，Ti 0.013%，Ni 0.02%，Cr 0.09%，Cu 0.04%，Co 0.06%，W 0.09%，Al 0.3%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例38：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.14%，Si 0.02%，Ti 0.01%，Ni 0.04%，Cr 0.05%，Cu 0.02%，Co 0.09%，W 0.05%，Al 0.55%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例39：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.15%，Si 0.08%，Ti 0.018%，Ni 0.01%，Cr 0.06%，Cu 0.05%，Co 0.05%，W 0.1%，Al 0.2%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
实施例40：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.13%，Si 0.04%，Ti 0.02%，Ni 0.05%，Cr 0.1%，Cu 0.03%，Co 0.1%，W 0.07%，Al 0.25%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
本发明高温高导电铁基合金材料在电化学、电冶金电极中的应用实施：
将本发明实施例1的高温高导电铁基合金材料用于低电压电冶金电极中。所述低电压电冶金电极包括开槽阳极和阴极，阴极包括阴极碳块和导电棒，开槽阳极包括阳极碳块和阳极钢爪，阴极导电棒采用本发明高温高导电铁基合金材料制作，所述开槽阳极的阳极钢爪采用本发明高温高导电铁基合金材料制作。开槽阳极和组合阴极可组合使用，也可单独使用，均可改变电冶金和电化学电解池的物理场使液面稳定，降低极距，从而达到低电压。
采用本发明高温高导电铁基合金材料制作的组合阴极，不改变原来电解池阴极碳块尺寸和开槽方式，其在400℃时的电导率约为11.5%IACS或更高，在500℃时的电导率约为7.6%IACS或更高。电导率受温度影响相对较小，是传统优质碳素钢在相应温度下的2.4-3.4倍以上，比传统优质碳素钢材料增加40%-50%的电导率。同时其在400℃-500℃时的线胀系数分别是铜的70%-75%，是铝的51%-53%。应用在电冶金行业，在大电流200KA-500KA条件下，生产一吨AL、Mg、Na、K等可节能电量200Kwh-1300Kwh。
采用本发明高温高导电铁基合金材料制出的组合阴极（或者开槽阳极钢爪采用本发明高温高导电铁基合金材料制作），由于自身的电导率高，自身的欧姆压降小，且在高温下电导率的温度系数较小，因此可以使整个电极的电阻一致和电压稳定，能够有效改善电解池的物理场，使电解池的物理场较稳定，进而达到增加垂直磁场、减小水平电流及改善电解质的流动作用。同时加上开槽阳极减小气膜电阻，可降低阳极过电压、降低阳极电流密度和减少阳极效应的发生，以上两种作用的组合结果使电解质液面稳定，可有效降低极距，通过降低极距与电流效率变化和电压稳定达到低电压生产，从而达到节电的效果。
Claims (10)
1.一种高温高导电铁基合金材料，其特征在于，以重量百分含量表示，所述高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.1～0.15%，Si 0.02～0.08%，Ti 0.01～0.02%，Ni、Cr和Cu中最少二种元素的组合≤0.20%，V、Co、W、Al和稀土金属中最少三种元素的组合≤0.85%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
2.根据权利要求1所述的高温高导电铁基合金材料，其特征在于，所述高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.1～0.15%，Si 0.02～0.08%，Ti 0.01～0.02%，Ni 0.01～0.05%，Cr 0.05～0.10%，V 0.01～0.02%，Co 0.05～0.1%，W 0.05～0.1%，Al 0.20～0.55%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
3.根据权利要求1所述的高温高导电铁基合金材料，其特征在于，所述高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.1～0.15%，Si 0.02～0.08%，Ti 0.01～0.02%，Ni 0.01～0.05%，Cu 0.02～0.05%，V 0.01～0.02%，Co 0.05～0.1%，Al 0.20～0.55%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
4.根据权利要求1所述的高温高导电铁基合金材料，其特征在于，所述高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.1～0.15%，Si 0.02～0.08%，Ti 0.01～0.02%，Cr 0.05～0.10%，Cu 0.02～0.05%，V 0.01～0.02%，Co 0.05～0.1%，Al 0.20～0.55%，稀土金属 0.0001～0.0015%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
5.根据权利要求1所述的高温高导电铁基合金材料，其特征在于，所述高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.1～0.15%，Si 0.02～0.08%，Ti 0.01～0.02%，Ni 0.01～0.05%，Cr 0.05～0.10%，Cu 0.02～0.05%，V 0.01～0.02%，Co 0.05～0.1%，W 0.05～0.1%，Al 0.20～0.55%，稀土金属 0.0001～0.0015%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
6.根据权利要求1所述的高温高导电铁基合金材料，其特征在于，所述高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.1～0.15%，Si 0.02～0.08%，Ti 0.01～0.02%，Ni 0.01～0.05%，Cr 0.05～0.10%，Cu 0.02～0.05%，V 0.01～0.02%，W 0.05～0.1%，Al 0.20～0.55%，稀土金属 0.0001～0.0015%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
7.根据权利要求1所述的高温高导电铁基合金材料，其特征在于，所述高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.1～0.15%，Si 0.02～0.08%，Ti 0.01～0.02%，Ni 0.01～0.05%，Cr 0.05～0.10%，Cu 0.02～0.05%，V 0.01～0.02%，W 0.05～0.1%，Al 0.20～0.55%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
8.根据权利要求1所述的高温高导电铁基合金材料，其特征在于，所述高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.1～0.15%，Si 0.02～0.08%，Ti 0.01～0.02%，Cr 0.05～0.10%，Cu 0.02～0.05%，Co 0.05～0.1%，W 0.05～0.1%，Al 0.20～0.55%，稀土金属 0.0001～0.0015%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
9.根据权利要求1所述的高温高导电铁基合金材料，其特征在于，所述高温高导电铁基合金材料的化学成分组成为：Mn 0.1～0.15%，Si 0.02～0.08%，Ti 0.01～0.02%，Ni 0.01～0.05%，Cr 0.05～0.10%，Cu 0.02～0.05%，Co 0.05～0.1%，W 0.05～0.1%，Al 0.20～0.55%，杂质C、S、P≤0.035%，余量为纯铁，各化学成分含量总和为100%。
10.权利要求1～9任一项所述的高温高导电铁基合金材料在电化学、电冶金电极中的应用。
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