CN112575225A - 一种韧性好电阻高的镍铬合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种韧性好电阻高的镍铬合金及其制备方法，所述合金按质量百分比计分为两种不同的合金，具体为：Cr30 Ni70、Cr20 Ni80。所述Cr30 Ni70主要成分为：Al1‑2%、Ti0.5‑1%、Sn0.4‑0.6%、Zr0.2‑0.3%、Si0.3‑0.5%、Sb0.05‑0.1%、Cr30‑32%、余量为Ni及不可避免的杂质。本发明结合不同元素对合金性能的的影响及其各元素之间的协同作用，合理调节合金元素的比例，制得的镍铬合金具有较高的电阻率，表面抗氧化性好，且合金组织更加稳定、细化晶粒，提高了韧性。

Description

一种韧性好电阻高的镍铬合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及合金技术领域，具体涉及一种韧性好电阻高的镍铬合金及其制备方法。
背景技术
电热合金是一种重要的功能合金材料。随着我国国内经济发展，对此类材料的需求逐年增加。镍铬合金主要化学成分为镍和铬，可广泛应用于冶金、家用电器、机械制造业等做发热元件和电器行业做电阻材料，但因为含镍，故价格比较高，若产品质量差，使用寿命短，则不利于镍铬合金丝的使用和推广。但现有的镍铬合金普遍存在韧性较差的问题。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种韧性好电阻高的镍铬合金及其制备方法。
本发明采取的具体技术方案是：
一种韧性好电阻高的镍铬合金，其按质量百分比计分为两种不同的合金，具体为：Cr30Ni70、Cr20 Ni80。
进一步地，所述Cr30 Ni70主要成分为：Al1-2%、Ti0.5-1%、Sn0.4-0.6%、Zr0.2-0.3%、Si0.3-0.5%、Sb0.05-0.1%、Cr30-32%、余量为Ni及不可避免的杂质。
进一步地，所述Cr30 Ni70主要成分为：Al0.5-0.9%、Ti1.5-2.5%、Sn0.4-0.6%、Zr0.2-0.3%、Si0.3-0.5%、Sb0.05-0.1%、Cr19-21%、余量为Ni及不可避免的杂质。
优选地，所述不可避免的杂质的含量不超过0.5%。
相应地，本发明还提供了上述镍铬合金的制备方法，包括如下步骤：
依据合金的各个成分质量百分比进行配料，将镍、铬和铝投入熔化炉中进行溶化作业，产生合金熔液；
在熔化炉外将待添加的其余元素金属在惰性气体保护下熔化，再添加入所述合金熔液； 将所述合金熔液冷却并拉伸成镍铬合金丝。
优选地，溶化作业时，熔化炉温度控制在3500-4000℃，产生合金熔液后，熔化炉温度控制在1500-1800℃。
Al：铝作为脱氧剂或合金化元素加入合金中，其主要作用是细化晶粒、固定合金中的氮，从而显著提高合金的冲击韧性，降低冷脆倾向和时效倾向性。
Ti：钛作为晶格收缩剂，起到细化晶粒和减少晶间腐蚀的作用。
Sn：锡适当降低了合金的相转变温度，并降低了合金对氢脆的敏感性，且锡与锆通过形成固溶体提高了合金溶解的均匀性，从而提高合金的电阻。
Zr：可以通过固溶强化、细晶强化机制提升合金的抗拉强度等力学性能、增强合金的耐腐蚀性能，还可以优化合金显微组织；且其还可以形成碳化物有效提高制品电阻率。
Si：硅是炼钢过程中重要的还原剂和脱氧剂，并且能够通过自身形成富硅的氧化保护膜提高合金的高温抗氧化性能；能够促进和提高合金抗拉强度。
Sb：锑在合金中能使初次再结晶及二次再结晶晶粒尺寸细化，二次再结晶组织更为完善，进而提高合金的韧性。
钛、锡、锆、硅等元素协同，可以抵消合金中杂质元素，比如C、S、P的影响，提高合金电阻率。
本发明的有益效果是：本发明结合不同元素对合金性能的的影响及其各元素之间的协同作用，合理调节合金元素的比例，元素之间结合、协同作用，制得的镍铬合金具有较高的电阻率，表面抗氧化性好，且合金组织更加稳定、细化晶粒，提高了韧性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此，在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。
实施例1
一种韧性好电阻高的镍铬合金，其按质量百分比计，主要成分为：Al1-2%、Ti0.5-1%、Sn0.4-0.6%、Zr0.2-0.3%、Si0.3-0.5%、Sb0.05-0.1%、Cr30-32%、余量为Ni及不可避免的杂质。
上述镍铬合金的制备方法，包括如下步骤：
依据合金的各个成分质量百分比进行配料，将镍、铬和铝投入熔化炉中进行溶化作业，熔化炉温度控制在3500-4000℃，产生合金熔液后，熔化炉温度控制在1500-1800℃；
在熔化炉外将待添加的其余元素金属在惰性气体保护下熔化，再添加入所述合金熔液； 将所述合金熔液冷却并拉伸成镍铬合金丝。
本实施例1的镍铬合金的电阻率：1 .23±0 .05uΩ .m ,20℃，抗拉强度为423MPa，延伸率为23％。
实施例2
一种韧性好电阻高的镍铬合金，其按质量百分比计，主要成分为：Al1-2%、Ti0.5-1%、Sn0.4-0.6%、Zr0.2-0.3%、Si0.3-0.5%、Sb0.05-0.1%、Cr30-32%、余量为Ni及不可避免的杂质。
上述镍铬合金的制备方法，包括如下步骤：
依据合金的各个成分质量百分比进行配料，将镍、铬和铝投入熔化炉中进行溶化作业，熔化炉温度控制在3500-4000℃，产生合金熔液后，熔化炉温度控制在1500-1800℃；
在熔化炉外将待添加的其余元素金属在惰性气体保护下熔化，再添加入所述合金熔液； 将所述合金熔液冷却并拉伸成镍铬合金丝。
本实施例2的镍铬合金的电阻率：1 .40±0 .05uΩ .m ,20℃，抗拉强度为426MPa，延伸率为25％。
实施例3
一种韧性好电阻高的镍铬合金，其按质量百分比计，主要成分为：Al1-2%、Ti0.5-1%、Sn0.4-0.6%、Zr0.2-0.3%、Si0.3-0.5%、Sb0.05-0.1%、Cr30-32%、余量为Ni及不可避免的杂质。
上述镍铬合金的制备方法，包括如下步骤：
依据合金的各个成分质量百分比进行配料，将镍、铬和铝投入熔化炉中进行溶化作业，熔化炉温度控制在3500-4000℃，产生合金熔液后，熔化炉温度控制在1500-1800℃；
在熔化炉外将待添加的其余元素金属在惰性气体保护下熔化，再添加入所述合金熔液； 将所述合金熔液冷却并拉伸成镍铬合金丝。
本实施例3的镍铬合金的电阻率：1 .28±0 .05uΩ .m ,20℃，抗拉强度为435MPa，延伸率为24％。
实施例4
一种韧性好电阻高的镍铬合金，其按质量百分比计，主要成分为：Al0.5-0.9%、Ti1.5-2.5%、Sn0.4-0.6%、Zr0.2-0.3%、Si0.3-0.5%、Sb0.05-0.1%、Cr19-21%、余量为Ni及不可避免的杂质。
上述镍铬合金的制备方法，包括如下步骤：
依据合金的各个成分质量百分比进行配料，将镍、铬和铝投入熔化炉中进行溶化作业，熔化炉温度控制在3500-4000℃，产生合金熔液后，熔化炉温度控制在1500-1800℃；
在熔化炉外将待添加的其余元素金属在惰性气体保护下熔化，再添加入所述合金熔液； 将所述合金熔液冷却并拉伸成镍铬合金丝。
本实施例4的镍铬合金的电阻率：1 .18±0 .05uΩ .m ,20℃，抗拉强度为425MPa，延伸率为23％。
实施例5
一种韧性好电阻高的镍铬合金，其按质量百分比计，主要成分为：Al0.5-0.9%、Ti1.5-2.5%、Sn0.4-0.6%、Zr0.2-0.3%、Si0.3-0.5%、Sb0.05-0.1%、Cr19-21%、余量为Ni及不可避免的杂质。
上述镍铬合金的制备方法，包括如下步骤：
依据合金的各个成分质量百分比进行配料，将镍、铬和铝投入熔化炉中进行溶化作业，熔化炉温度控制在3500-4000℃，产生合金熔液后，熔化炉温度控制在1500-1800℃；
在熔化炉外将待添加的其余元素金属在惰性气体保护下熔化，再添加入所述合金熔液； 将所述合金熔液冷却并拉伸成镍铬合金丝。
本实施例5的镍铬合金的电阻率：1 .29±0 .05uΩ .m ,20℃，抗拉强度为450MPa，延伸率为24％。
实施例6
一种韧性好电阻高的镍铬合金，其按质量百分比计，主要成分为：Al0.5-0.9%、Ti1.5-2.5%、Sn0.4-0.6%、Zr0.2-0.3%、Si0.3-0.5%、Sb0.05-0.1%、Cr19-21%、余量为Ni及不可避免的杂质。
上述镍铬合金的制备方法，包括如下步骤：
依据合金的各个成分质量百分比进行配料，将镍、铬和铝投入熔化炉中进行溶化作业，熔化炉温度控制在3500-4000℃，产生合金熔液后，熔化炉温度控制在1500-1800℃；
在熔化炉外将待添加的其余元素金属在惰性气体保护下熔化，再添加入所述合金熔液； 将所述合金熔液冷却并拉伸成镍铬合金丝。
本实施例6的镍铬合金的电阻率：1 .12±0 .05uΩ .m ,20℃，抗拉强度为430MPa，延伸率为21％。
尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本发明的实 施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书的等效流程变换， 或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (6)

1.一种韧性好电阻高的镍铬合金，其特征在于，按质量百分比计分为两种不同的合金，具体为：Cr30 Ni70、Cr20 Ni80。
2.根据权利要求1所述一种韧性好电阻高的镍铬合金，其特征在于，所述Cr30 Ni70主要成分为：Al1-2%、Ti0.5-1%、Sn0.4-0.6%、Zr0.2-0.3%、Si0.3-0.5%、Sb0.05-0.1%、Cr30-32%、余量为Ni及不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述一种韧性好电阻高的镍铬合金，其特征在于，所述Cr30 Ni70主要成分为：Al0.5-0.9%、Ti1.5-2.5%、Sn0.4-0.6%、Zr0.2-0.3%、Si0.3-0.5%、Sb0.05-0.1%、Cr19-21%、余量为Ni及不可避免的杂质。
4.根据权利要求2或3所述一种韧性好电阻高的镍铬合金，其特征在于，所述不可避免的杂质的含量不超过0.5%。
5.根据权利要求4所述的镍铬合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
依据合金的各个成分质量百分比进行配料，将镍、铬和铝投入熔化炉中进行溶化作业，产生合金熔液；
在熔化炉外将待添加的其余元素金属在惰性气体保护下熔化，再添加入所述合金熔液； 将所述合金熔液冷却并拉伸成镍铬合金丝。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，溶化作业时，熔化炉温度控制在3500-4000℃，产生合金熔液后，熔化炉温度控制在1500-1800℃。
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