CN113774256A - 一种添加稀土元素Ce的高性能高纯Ni-Cr合金 - Google Patents
一种添加稀土元素Ce的高性能高纯Ni-Cr合金 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种添加铈元素之新型Ni‑Cr合金，新合金于更高温所具备的优良延展性，在锻造过程中仅会有极少数破裂发生，且晶粒明显细化，具有优异热加工性及使用性。
Description
技术领域
本发明属于金属冶炼技术领域，具体涉及一种添加稀土元素Ce的高性能高纯Ni-Cr合金。
背景技术
Ni-Cr合金靶材作为多用途、常用靶材发展迅速，因其具有优良的抗氧化性能，主要作为溅镀靶材应用，作为Low-E玻璃内的缓冲层。
生产结构均匀之靶材，合金需经高温锻造以控制微结构，然而常规Ni-Cr 合金有热加工不易的问题，高温延展性在低1050℃就会开始急剧下降，低于900℃以下可能就不具有可加工性。在锻造生产Ni-Cr靶材的过程中，易因温降而在胚料角落与边缘处发生表面开裂，影响产品质量。
发明内容
针对以上技术问题，本发明提供一种具有优良延展性且晶粒明显细化的高性能高纯Ni-Cr合金。
本发明的技术方案如下：
一种添加稀土元素Ce的高性能高纯Ni-Cr合金，所述Ni-Cr合金中Ni和 Cr的含量为：
Cr 14～22wt％；
Ni 75～85wt％；
所述稀土元素Ce的添加范围为30～300ppm。
当上述稀土元素Ce为166ppm时，所述Ni-Cr合金在于950℃热延性显著提高；当上述稀土元素Ce为95ppm时，所述Ni-Cr合金于950℃和750℃的延展性显著提高。
本发明的新型Ni-Cr合金，通过添加稀土元素Ce，于更高温具备较普通 Ni-Cr合金具有更优良延展性，且晶粒明显细化，具有优异热加工性，作为溅渡靶材材质应用，具有更加优良的使用性能。
附图说明
图1为Gleeble高温拉伸测试断面收缩率结果；
图2为Instron 950℃高温拉伸应力应变曲线；
图3为Instron 750℃高温拉伸应力应变曲线。
具体实施方式
比较例a：
传统无添加稀土元素配料熔炼，配料量成分列于表1比较例1所示：
实施例b：
由不同含量铈元素对于Ni-Cr合金高温延展性影响确认其热加工性能的变化，合金的实际铈元素含量记录如实施例1-5，合金用于Gleeble高温拉伸试验。
表1以本发明生产80Ni-20Cr合金铸锭实施例与比较例之投入合金含量
Gleeble测试中则可观察到，透过适量铈元素添加，能使Ni-Cr合金在950℃变形即有相当于1250℃变形之延展性表现。
实施例c：
由不同含量铈元素对于Ni-Cr合金高温延展性影响确认其热加工性能的变化，合金的实际铈元素含量记录如表2#实施例6、实施例7、实施例8、实施例 9，合金用进行高温拉伸试验、晶粒尺寸测试。
表2以本发明生产80Ni-20Cr合金铸锭实施例与比较例之投入合金含量
以万能试验机的高温拉伸测试进行铈元素添加对合金最高应力与延伸率的量测。比较例2、实施例6-9共五款合金于950℃、750℃以应变速率0.01(1/s) 拉至断裂。
图2为950℃高温拉伸之应力应变曲线，进行铈元素添加之合金于最高应力些微下降，整体最高应力介于100至140MPa之间，所有进行铈元素添加之合金在950℃拉伸测试中都展现优于比较例2的最大应变，显示铈元素添加能够有效提升延展性。其中实施例7相较于无添加铈元素的比较例2，在断裂前的应变显著增加，达到77％，实施例7、实施例8和实施例9此三种合金相似最大应变，应变范围介于60％和80％之间。
图3为750℃高温拉伸应力应变曲线，实施例6、实施例7、实施例8的最大应变皆大于比较例2的最大应变，铈元素添加于此温度能够提升合金延展性，实施例9的最大应变低于比较例2的最大应变，铈元素添加应有其上限添加量，过量铈添加带来的延展性提升将受到破坏。
表3 Gleeble测试合金晶粒尺寸
| Alloy | Grain size(μm) |
| 实施例2 | 153 |
| 比较例6 | 87 |
| 比较例7 | 92 |
| 比较例8 | 82 |
| 比较例9 | 95 |
锻造后1200℃退火5min晶粒尺寸测试，由表3可知，添加Ce元素后晶粒尺寸细化效果明显。
本创作之之新型Ni-Cr合金，于更高温具备较普通Ni-Cr合金具有更优良延展性，且晶粒明显细化，具有优异热加工性，作为溅渡靶材材质应用，具有更加优良的使用性能。
虽然本创作已以比较佳实施例揭露，然其并非用以限制本创作，任何熟习此项技艺之人士，在不脱离本创作之精神和范围内，当可作各种更动与修饰，因此本创作之保护范围当视后附之申请专利范围所界定者为准。
Claims (4)
1.一种添加稀土元素Ce的高性能高纯Ni-Cr合金，其特征在于，所述Ni-Cr合金中Ni和Cr的含量为：
Cr 14～22wt％；
Ni 75～85wt％。
2.如权利要求1所述的一种添加稀土元素Ce的高性能高纯Ni-Cr合金，其特征在于，所述稀土元素Ce的添加范围为30～300ppm。
3.如权利要求2所述的一种添加稀土元素Ce的高性能高纯Ni-Cr合金，其特征在于，所述稀土元素Ce为166ppm时，所述Ni-Cr合金在于950℃热延性显著提高。
4.如权利要求2所述的一种添加稀土元素Ce的高性能高纯Ni-Cr合金，其特征在于，所述稀土元素Ce为95ppm时，所述Ni-Cr合金于950℃和750℃的延展性显著提高。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4879120A (zh) * | 1972-01-27 | 1973-10-24 | ||
| CN102952970A (zh) * | 2012-11-15 | 2013-03-06 | 青岛元鼎高合金管业有限公司 | 镍基合金 |
| JP2016056436A (ja) * | 2014-09-12 | 2016-04-21 | 新日鐵住金株式会社 | Ｎｉ基耐熱合金 |
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