CN104233003A

CN104233003A - 一种高锰镍铬电阻电热合金及其制备方法

Info

Publication number: CN104233003A
Application number: CN201410427837.4A
Authority: CN
Inventors: 郭健; 郭小芳; 郭乃林
Original assignee: Yancheng Xinyang Electric Heat Material Co Ltd
Current assignee: Yancheng Xinyang Electric Heat Material Co Ltd
Priority date: 2014-08-26
Filing date: 2014-08-26
Publication date: 2014-12-24
Anticipated expiration: 2034-08-26
Also published as: CN104233003B

Abstract

本发明涉及一种高锰镍铬电阻电热合金及其制备方法。所述合金组成为：C≤0.06％、Si：0.8-1.5％、Mn：10-12％、Al：0.1-0.2％、Cr：19-23％、Fe：0.2-0.6％、Ti：0.1-0.3％、Zr：0.2-0.5％、Ce：0.01-0.05％、S≤0.015％、P≤0.02％，余量为镍和不可避免的杂质。所述制备方法包括：配料、熔炼、均匀化退火、锻造、热轧盘条、固溶处理、多道次拉丝和去应力退火工艺。本发明制备的材料以锰代镍，在保证合金组成及性能的前提下，减少了镍的含量，降低了成本，符合我国富锰贫镍的资源特点，具有广阔的应用前景。

Description

一种高锰镍铬电阻电热合金及其制备方法

技术领域：

本发明涉及一种电热合金材料，特别是一种高锰镍铬电阻电热合金及其制备方法。

背景技术：

电热合金是用来制备电热元件的合金材料。目前使用的电热合金主要分为两大类：奥氏体组织的镍铬合金和铁素体组织的铁铬铝合金。这两种合金在制备电热元件时各有优势，也都有缺点。镍铬合金的主要优点是：高温强度高、长期使用时仍保持较好的塑性、发射率高及耐腐蚀性好(含硫气氛及某些可控气氛除外)，但是其高温抗氧化能力差，且价格昂贵。特别是对于我国而言，由于我国是贫镍国，如何用其它元素来替代镍，进而降低生产成本，对于镍铬电热合金工业非常具有吸引力。在不锈钢领域锰代镍已经成为非常成熟，且应用广泛的工艺，但在电热合金材料领域未出现相关的报道。

发明内容：

本发明的目的在于为克服现有技术中的不足，根据我国的资源特点，提供一种以锰代替部分镍的高锰镍铬电阻电热合金及其制备方法。

一种高锰镍铬电阻电热合金，其特征在于，所述合金的元素组成及其质量百分比为：C≤0.06％、Si：0.8-1.5％、Mn：10-12％、Al：0.1-0.2％、Cr：19-23％、Fe：0.2-0.6％、Ti：0.1-0.3％、Zr：0.2-0.5％、Ce：0.01-0.05％、S≤0.015％、P≤0.02％，余量为镍和不可避免的杂质。

所述的一种高锰镍铬电阻电热合金的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：(1)配料，按照权利要求1所述配比进行配料；(2)熔炼；(3)均匀化退火；(4)锻造，将均匀化退火后的铸锭放入等温锻造机内锻造，锻造温度为1200℃，得到边长100mm的方坯，锻造后油淬；(5)热轧盘条，将锻造后的试样进行热轧盘条，热轧温度：1100±10℃，每道次变形量≤15％，获得6-8mm的丝材；(6)固溶处理、(7)多道次拉丝，第一次拉丝将固溶处理后的6-8mm丝材加工到直径3-4mm，第二次拉丝加工到直径1-2mm，第三次拉丝加工到直径0.5-0.7mm；(8)去应力退火工艺。

所述熔炼工艺具体为将原料放入中频感应炉中熔炼，精炼温度控制在1500-1560℃，精炼40-60分钟后出炉浇注成锭。

所述均匀化退火具体为将熔炼后的铸锭在850℃的热处理炉中保温12小时后随炉冷却。

所述固溶处理具体为将热轧盘条后的丝材进行1050℃、10小时固溶处理。

所述去应力退火具体为将多道次拉丝后产品进行600℃、10小时去应力退火。

本发明制备的合金材料中用锰代替了部分镍，所得合金仍为奥氏体组织，在保证合金组织结构和性能的同时，降低了生产成本，上述元素组成和配比设计符合我国富锰贫镍的资源特点，具有广阔的应用前景。

本发明通过进一步改善高锰镍铬电阻电热合金的变形和热处理工艺，有效提高合金的力学性能和使用寿命。三道次拉丝能够有效提高生产效率，充分达到强化丝材的作用；固溶处理和去应力退火能够优化碳化物形貌、减少夹杂物对合金基体的负面作用、充分释放丝材内应力，从而提高使用寿命。另外，添加稀土Ce能够净化合金基体，改善夹杂物形貌，细化晶粒，同时在晶界处形成的富氧颗粒能够对位错滑移形成阻碍，从而提高合金强度。

具体实施方式：

下面通过实施例进一步阐述和理解本发明。

本实施例的高锰镍铬电阻电热合金的制备方法包括：

(1)配料，按照C：0.04％、Si：1.1％、Mn：11％、Al：0.15％、Cr：20％、Fe：0.4％、Ti：0.2％、Zr：0.3％、Ce：0.04％、S≤0.01％、P≤0.01％，余量为镍和不可避免的杂质的配比进行配料；

(2)熔炼，将原料放入中频感应炉中熔炼，精炼温度控制在1560℃，精炼50分钟后出炉浇注成锭；

(3)均匀化退火，将熔炼后的铸锭在850℃的热处理炉中保温12小时后随炉冷却；

(4)锻造，将均匀化退火后的铸锭放入等温锻造机内锻造，锻造温度为1200℃，得到边长100mm的方坯，锻造后油淬；

(5)热轧盘条，将锻造后的试样进行热轧盘条，热轧温度：1100±5℃，每道次变形量≤15％，获得7mm的丝材；

(6)固溶处理，将热轧盘条后的丝材进行1050℃、10小时固溶处理；

(7)多道次拉丝，第一次拉丝将固溶处理后的7mm丝材加工到直径3.2mm，第二次拉丝加工到直径1.3mm，第三次拉丝加工到直径0.6mm；

(8)去应力退火工艺，将多道次拉丝后产品进行600℃、10小时去应力退火，最终得到合格产品。

本发明实施例产品具有较高的使用温度、优异的力学性能和抗氧化性，试验测试表明，本实施例的抗拉强度890MPa，延伸率26％，1000℃、200小时氧化增重比相同条件下Cr20Ni80减少20％，由此可见，本发明在保持镍铬电阻电热合金相组成和各项性能的基础上，通过锰代替镍，较大程度的降低了生产成本，具有广阔的应用前景。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims

1.一种高锰镍铬电阻电热合金，其特征在于，所述合金的元素组成及其质量百分比为：C≤0.06％、Si：0.8-1.5％、Mn：10-12％、Al：0.1-0.2％、Cr：19-23％、Fe：0.2-0.6％、Ti：0.1-0.3％、Zr：0.2-0.5％、Ce：0.01-0.05％、S≤0.015％、P≤0.02％，余量为镍和不可避免的杂质。

2.如权利要求1所述的一种高锰镍铬电阻电热合金的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：(1)配料，按照权利要求1所述配比进行配料；(2)熔炼；(3)均匀化退火；(4)锻造，将均匀化退火后的铸锭放入等温锻造机内锻造，锻造温度为1200℃，得到边长100mm的方坯，锻造后油淬；(5)热轧盘条，将锻造后的试样进行热轧盘条，热轧温度：1100±10℃，每道次变形量≤15％，获得6-8mm的丝材；(6)固溶处理、(7)多道次拉丝，第一次拉丝将固溶处理后的6-8mm丝材加工到直径3-4mm，第二次拉丝加工到直径1-2mm，第三次拉丝加工到直径0.5-0.7mm；(8)去应力退火工艺。

3.如权利要求2所述的一种高锰镍铬电阻电热合金的制备方法，其特征在于，所述熔炼工艺具体为将原料放入中频感应炉中熔炼，精炼温度控制在1500-1560℃，精炼40-60分钟后出炉浇注成锭。

4.如权利要求3所述的一种高锰镍铬电阻电热合金的制备方法，其特征在于，所述均匀化退火具体为将熔炼后的铸锭在850℃的热处理炉中保温12小时后随炉冷却。

5.如权利要求4所述的一种高锰镍铬电阻电热合金的制备方法，其特征在于，所述固溶处理具体为将热轧盘条后的丝材进行1050℃、10小时固溶处理。

6.如权利要求5所述的一种高锰镍铬电阻电热合金的制备方法，其特征在于，所述去应力退火具体为将多道次拉丝后产品进行600℃、10小时去应力退火。