CN117026013A - 一种镍铬电热合金及其制备方法 - Google Patents

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CN117026013A CN202311048525.8A CN202311048525A CN117026013A CN 117026013 A CN117026013 A CN 117026013A CN 202311048525 A CN202311048525 A CN 202311048525A CN 117026013 A CN117026013 A CN 117026013A
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Abstract

本发明提供了一种镍铬电热合金及其制备方法，属于合金制备技术领域，所述镍铬电热合金的化学成分为：C、Si、S、P、Cr、Ni、Al、Ti、Hf以及稀土元素，余量为铁，所述稀土元素包括如下至少一种：Ce、La以及；以质量分数计，C的含量为0.01％～0.05％，Si的含量为1.0％～3.0％，S的含量为≤0.003％，P的含量为≤0.020％，Cr的含量为21％～24％，Ni的含量为64％～69％，Al的含量为0.1％～0.7％，Ti的含量为0.01％～0.5％，Hf的含量为0.01％～0.2％，所述稀土元素的含量为0.01％～0.5％。本发明通过加入Ce、Hf、Al元素，部分铁替代镍，降低了镍铬合金Cr20Ni80中镍含量。通过本发明的制备方法得到的镍铬电热合金最高使用温度达到了Cr20Ni80的1200℃，1200℃快速寿命≥100h，1200℃电阻温度修正系数为1.0～1.1，电阻温度修正系数变化较小。

Description

一种镍铬电热合金及其制备方法
技术领域
本申请涉及合金制备技术领域，尤其涉及一种镍铬电热合金及其制备方法。
背景技术
Cr20Ni80是一种铬置换固溶于镍基体的单相合金，室温高温均为奥氏体组织，冷却过程中不发生固态相变，合金组织稳定，Cr20Ni80合金高温和室温力学性能优异、最高使用温度1200℃，电阻率稳定、使用寿命长，因此在工业用炉，冶金，机械等领域大量使用，尤其是在高温或伴随振动的严苛的服役环境下只有Ni-Cr系电热合金才能正常的使用。
目前现存的Cr20Ni40、Cr20Ni35、Cr15Ni60等镍铬铁电热合金，镍含量低，高温和室温力学性能优异、但是其电阻温度修正系数较镍铬合金高，电阻率稳定性较差，其中使用温度最高的Cr15Ni60，最高使用温度1150℃，无法满足1200℃使用要求。为此，有必要开发一种最高使用温度1200℃，可替代Cr20Ni80的节镍型镍铬电热合金。
发明内容
本申请提供了一种镍铬电热合金及其制备方法，在满足Cr20Ni80合金的最高使用温度1200℃，电阻温度修正系数稳定的要求的同时，改善现有Cr20Ni80合金镍元素用量过大的技术问题。
第一方面，本申请提供了一种镍铬电热合金，所述镍铬电热合金的化学成分为：C、Si、S、P、Cr、Ni、Al、Ti、Hf以及稀土元素，余量为铁，所述稀土元素包括如下至少一种：Ce、La以及；以质量分数计，
C的含量为0.01％～0.05％，Si的含量为1.0％～3.0％，S的含量为≤0.003％，P的含量为≤0.020％，Cr的含量为21％～24％，Ni的含量为64％～69％，Al的含量为0.1％～0.7％，Ti的含量为0.01％～0.5％，Hf的含量为0.01％～0.2％，所述稀土元素的含量为0.01％～0.5％。
可选的，所述镍铬电热合金的微观组织为奥氏体。
可选的，所述镍铬电热合金满足如下至少一种性能：最高使用温度为1200℃，1200℃快速寿命≥100h，1200℃电阻温度修正系数为1～1.1。
第二方面，本申请提供了一种镍铬电热合金的制备方法，用于制备第一方面任意一项实施例所述的镍铬电热合金，所述方法包括：
对所述镍铬电热合金的原材料进行冶炼，得到含有所述化学成分的合金棒；
对所述合金棒进行提纯，得到合金锭；
对所述合金锭进行加热、轧制以及盘条，得到合金盘条；
对所述合金盘条进行第一退火、冷却、表面处理以及拉拔，得到拉拔冷态成品；
对所述拉拔冷态成品进行第二退火，得到镍铬电热合金。
可选的，所述冶炼的炉渣包括CaF2、CaO以及Al2O3，所述炉渣的质量比满足：CaF2:CaO:Al2O3＝(3～5):(2～4):(2～4)，所述冶炼的炉渣用量为50Kg/t·钢～60Kg/t·钢。
可选的，所述冶炼的出钢温度为1620℃～1650℃，所述冶炼采用底吹氩，所述底吹氩的搅拌时间为2min～3min。
可选的，所述提纯的方式包括电渣重熔以及真空自耗，所述提纯的提纯渣包括CeO2、CaO以及CaF2，所述提纯渣的质量比满足CeO2:CaO:CaF2＝(10～20):(3～5):(70～80)，所述提纯的提纯渣用量为3Kg/t·钢～5Kg/t·钢。
可选的，所述加热的温度为1100℃～1200℃，所述加热的时间为90min～400min，所述轧制的开轧温度为1150℃～1190℃。
可选的，所述第一退火的温度为950℃～1050℃，所述第一退火的时间为120min～240min。
可选的，所述第二退火的温度为1000℃～1150℃。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
本发明通过加入Ce、Hf、Al元素，部分铁替代镍，降低了镍铬合金Cr20Ni80中镍含量。通过本发明的制备方法得到的镍铬电热合金最高使用温度达到了Cr20Ni80的1200℃，1200℃快速寿命≥100h，1200℃电阻温度修正系数为1.0～1.1，电阻温度修正系数变化较小。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种镍铬电热合金的制备方法流程示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的各种实施例可以以一个范围的形式存在；应当理解，以一范围形式的描述仅仅是因为方便及简洁，不应理解为对本申请范围的硬性限制；因此，应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如，应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围，例如从1到3，从1到4，从1到5，从2到4，从2到6，从3到6等，以及所述范围内的单一数字，例如1、2、3、4、5及6，此不管范围为何皆适用。另外，每当在本文中指出数值范围，是指包括所指范围内的任何引用的数字(分数或整数)。
在本申请说明书的描述中，术语“包括”“包含”等是指“包括但不限于”。在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本文中，“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。在本文中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“至少一种”、“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a～b(即a和b),a～c,b～c,或a～b～c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。
除非另有特别说明，本申请中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
第一方面，本申请提供了一种镍铬电热合金，所述镍铬电热合金的化学成分为：C、Si、S、P、Cr、Ni、Al、Ti、Hf以及稀土元素，余量为铁，所述稀土元素包括如下至少一种：Ce、La以及；以质量分数计，
C的含量为0.01％～0.05％，Si的含量为1.0％～3.0％，S的含量为≤0.003％，P的含量为≤0.020％，Cr的含量为21％～24％，Ni的含量为64％～69％，Al的含量为0.1％～0.7％，Ti的含量为0.01％～0.5％，Hf的含量为0.01％～0.2％，所述稀土元素的含量为0.01％～0.5％。
在本申请实施例中，控制C的含量为0.01％～0.05％的积极效果：若C的含量过高，在一定程度上会导致大尺寸的碳化铬形成，加速材料氧化；若C的含量过低，会增加原料及生产成本。具体地，该C的含量可以为0.01％、0.02％、0.03％、0.04％、0.05％等。
控制Si的含量为1.0％～3.0％的积极效果：Si会与空气反应生成SiO2，SiO2处于合金的基体与氧化膜之间，也可以起到隔离氧气的作用，是防氧化机制中的重要一环，能够减小合金氧化速率，从而延长使用时间。同时，Si可以提高电阻率，保持Si含量稳定有利于合金电阻稳定。然而，Si的含量过多时，在使用过程中易发生偏析，影响材料组织稳定，影响蠕变性能，结合抗氧化性、电阻率和高温组织稳定性。具体地，该Si的含量可以为1.0％、1.5％、2.0％、2.5％、3.0％等。
控制S的含量为≤0.003％，P的含量为≤0.020％的积极效果：S、P元素对材料高温抗氧化性能有害，采取低限控制。具体地，该S的含量可以为0.001％、0.002％、0.003％、等，该P的含量可以为0.005％、0.010％、0.015％、0.020％等。
控制Cr的含量为21％～24％的积极效果：铬可提高合金耐蚀性，铬含量20％-50％抗氧化性能达到一个平台期。在铬含量达到20％后，铬的抗硫化作用也进入一个相对稳定状态。当铬含量超过20％后，铬含量对于电阻率的影响趋于平稳，将铬含量控制在20％以上有助于保持合金电阻性能稳定。为了获取良好耐腐蚀、高温抗氧化性和抗硫化性，以提高合金使用寿命，将铬含量设计范围为21-24％。具体地，该Cr的含量可以为21％、22％、23％、24％等。
控制Ni的含量为64％～69％的积极效果：Ni是奥氏体主要形成元素，保证材料在高温到低温一直处于稳定奥氏体组织，降低σ脆性相析出倾向，还能保证材料高温力学性能，提高氧化膜稳定性。然而，若Ni的含量过高，在一定程度上会增加成本，若Ni的含量过低，在一定程度上会影响组织稳定，材料最高使用温度降低，σ脆性相析出导致加工性能恶化。具体地，该Ni的含量可以为64％、65％、66％、67％、68％、69％等。
控制Al的含量为0.1％～0.7％的积极效果：Al有利于提高氧化膜的粘附性，提高合金抗氧化和抗硫化作用。且Al与Ni可生成晶界强化相，可提高合金抗蠕变性能。然而，Al含量过高时，会降低了合金强度和塑性，影响合金的加工性能。具体地，该Al的含量可以为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％等。
控制Ti的含量为0.01％～0.5％的积极效果：Ti可以防止材料内氧化，使SiO2仅形成于表面，同时与Al配合，有利于减少铝的氮化物生成，促进Ni3Al强化相生成。具体地，该Ti的含量可以为0.01％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％等。
控制Hf的含量为0.01％～0.2％的积极效果：Hf可改善合金的力学性能和工艺性能，改善材料中碳化物形态，形成富Hf的(Ti，Hf)C,减缓M23C6形成，提高使用寿命，Hf可与Ni形成金属间化合物如：Ni7(Hf,Ti)2、Ni3(Hf,Ti)，提高材料使用温度和高温蠕变强度。具体地，该Hf的含量可以为0.01％、0.05％、0.10％、0.15％、0.20％等。
控制稀土元素的含量为0.01％～0.5％的积极效果：稀土元素中的La、Ce、Y等能与合金中的N、O、S等元素形成稀土化合物，有效降低了夹杂物的含量，并使之均匀地弥散地在合金中分布。同时加入稀土元素能抑制合金晶粒长大,使晶粒趋向细化，减少裂纹的发生，提高合金的高温和室温的塑性和强度。稀土还有利于提高了氧化膜的粘附性，能改善氧化膜的致密性，从而提高合金的高温抗氧化性能。具体地，该稀土元素的含量可以为0.01％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％等。
在一些实施方式中，所述镍铬电热合金的微观组织为奥氏体。
在一些实施方式中，所述镍铬电热合金满足如下至少一种性能：最高使用温度为1200℃，1200℃快速寿命≥100h，1200℃电阻温度修正系数为1.0～1.1。
本申请中的节镍型镍铬电热合金高温和室温力学性能优异、最高使用温度1200℃、电阻率稳定、使用寿命长，可替代Cr20Ni80。
第二方面，本申请提供了一种镍铬电热合金的制备方法，用于制备第一方面任意一项实施例所述的镍铬电热合金，所述方法可以包括：
S1、对所述镍铬电热合金的原材料进行冶炼，得到含有所述化学成分的合金棒；
在一些实施方式中，所述原材料可以包括结晶硅、微碳铬铁、电解镍、金属铝、海绵钛、金属铪、金属铈、金属镧、金属钇、生铁。
在一些实施方式中，所述冶炼的装置包括三相有衬电渣炉、真空感应炉以及中频感应炉，所述冶炼的炉渣包括CaF2、CaO以及Al2O3，所述炉渣的质量比满足：CaF2:CaO:Al2O3＝(3～5):(2～4):(2～4)，所述冶炼的炉渣用量为50Kg/t·钢～60Kg/t·钢，所述冶炼的过程中可以采用铝粉脱氧。
在本申请实施例中，控制CaF2:CaO:Al2O3＝(3～5):(2～4):(2～4)的积极效果：保证冶炼渣电阻性能稳定，渣流动性较好，吸附夹杂能力良好。该CaF2、CaO以及Al2O3的质量比可以为3:2:2、4:2:2、3.5:3:3.5、4.5:3:2.5、4:3:3、5:3:4、5:3:2、4:3:4、4:4:4等。该冶炼的炉渣用量可以为50Kg/t·钢、52Kg/t·钢、54Kg/t·钢、56Kg/t·钢、58Kg/t·钢、60Kg/t·钢
在一些实施方式中，所述冶炼的出钢温度可以为1620℃～1650℃，所述冶炼可以采用钢包中插入稀土、底吹氩，所述底吹氩的搅拌时间为2min～3min。
在本申请实施例中，控制冶炼的出钢温度为1620℃～1650℃的积极效果：保证浇注顺利的同时，减少合金烧损。若该出钢温度过高，在一定程度上会加速合金元素氧化烧损。若该出钢温度过低，在一定程度上会导致浇注过程中钢水凝固，堵塞汤道，影响钢棒质量。该冶炼的出钢温度可以为1620℃、1630℃、1640℃、1650℃等。控制底吹氩搅拌时间为2min～3min的积极效果：保证成分均匀性。该底吹氩搅拌时间可以为2min、2.5min、3min等。
S2、对所述合金棒进行提纯，得到合金锭；
在一些实施方式中，所述提纯的方式包括电渣重熔以及真空自耗，所述提纯的提纯渣包括CeO2、CaO以及CaF2，所述提纯渣的质量比满足CeO2:CaO:CaF2＝(10～20):(3～5):(70～80)，所述提纯的提纯渣用量为3Kg/t·钢～5Kg/t·钢。
在本申请实施例中，控制CeO2:CaO:CaF2＝(10～20):(3～5):(70～80)的积极效果：为保证提纯后合金中稀土回收率，在提纯渣中配入CeO2。在保证精炼渣电阻、熔点、吸附夹杂能力不降低基础上，降低稀土元素烧损，提高回收率。该CeO2、CaO以及CaF2的质量比可以为20:3:77、15:5:80、20:4:76、20:5:75、15:3:72、15:4:71、15:5:70等。该提纯的提纯渣用量为3Kg/t·钢、3.5Kg/t·钢、4Kg/t·钢、4.5Kg/t·钢、5Kg/t·钢。
S3、对所述合金锭进行加热、轧制以及盘条，得到合金盘条；
在一些实施方式中，所述加热的温度为1100℃～1200℃，所述加热的时间为90min～400min，所述轧制的开轧温度为1150℃～1190℃。
在本申请实施例中，控制加热温度为1100℃～1200℃的积极效果：保证钢锭内外部达到开轧温度。若该温度过高，在一定程度上会导致钢锭表面氧化、组织严重粗化，过热在轧制中开裂；若该温度过低，在一定程度上会使钢锭达不到开轧温度，材料热塑性变差，并导致变形过程中开裂。该加热温度可以为1100℃、1120℃、1140℃、1160℃、1180℃、1200℃等。
控制加热时间为90min～400min的积极效果：保证钢锭内外部均匀加热。该时间过长，在一定程度上会使钢锭组织长大，表面氧化；若该时间过短，在一定程度上会导致钢锭内部温度未达到设定温度，轧制时芯部开裂。该加热时间可以为90min、100min、150min、200min、250min、300min、400min等。
控制开轧温度为1150℃-1190℃的积极效果：该温度段热塑性较好，有利于热加工变形。若该开轧温度过高，在一定程度上会导致合金表面氧化、组织严重粗化，轧制开裂；若该开轧温度过低，在一定程度上会导致合金热塑性差，会导致变形过程中开裂。具体地，该开轧温度可以为1150℃、1160℃、1170℃、1180℃、1190℃等。
S4、对所述合金盘条进行退火、冷却、表面处理以及拉拔，得到拉拔冷态成品；
在一些实施方式中，所述第一退火的温度为950℃～1050℃，所述第一退火的时间为120min～240min。
控制第一退火的温度为950℃-1050℃，第一退火时间为120min～240min的积极效果：该控制温度和时间范围内为固溶处理，使盘条组织成分均匀，消除加工硬化。若该退火的温度过高，在一定程度上会导致盘条组织粗大，表面氧化；若该退火的温度过低，在一定程度上会不能起到固溶处理作用。具体地，该第一退火温度可以为950℃、970℃、990℃、1110℃、1130℃、1150℃等。该第一退火时间可以为120min、150min、180min、210min、240min等。
在一些实施方式中，所述表面处理的方式包括：激光清洗、机械打磨、等离子法、盘条扒皮、酸洗以及熔融碱洗。
在本申请实施例中，去除表面氧化膜的方式：将合金盘条在700℃熔融氢氧化钠中浸泡3-5分钟后用水冲洗，随后用浓度大于180g/L的硫酸浸泡30-40分钟，用水冲洗掉表面残留，晾干。
S5、对所述拉拔冷态成品进行第二退火，得到镍铬电热合金。
在一些实施方式中，所述第二退火的温度为1000℃～1150℃。
在本申请实施例中，控制第二退火的温度为1000℃～1150℃的积极效果：控制在该温度范围内有利于消除加工应力、位错，提高成品力学性能。若该退火的温度过高，在一定程度上会导致合金内部组织粗大；若该退火的温度过低，在一定程度上会导致材料强度过高，材料加工性能变差。该退火温度可以为1000℃、1050℃、1100℃、1150℃等。
该镍铬电热合金是基于上述镍铬电热合金的制备方法来实现，该镍铬电热合金的制备方法的具体步骤可参照上述实施例，由于该镍铬电热合金采用了上述实施例的部分或全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
下面结合具体的实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。
实施例1
一种镍铬电热合金，以质量分数计，所述镍铬电热合金的化学成分为：C 0.025％，Si 2.28％，S 0.0018％，P 0.017％，Cr 22.65％，Ni 64.91％，Ce 0.027％，Hf 0.05％,Al0.5％,铁余量。
该镍铬电热合金的制备方法，具体如下：
S11、以纯铁、微碳铬铁、电解镍、结晶硅、金属铈、金属铪、铝块为原料，采用三相有衬电渣炉冶炼合金钢棒,炉渣及其质量比为：CaF2:CaO：Al2O3＝3.5:3.5:3,炉渣用量120Kg/t,冶炼过程中采用铝粉脱氧。出钢温度1650℃。采用钢包中底吹氩搅拌3分钟，保证成分均匀性。浇注为合金棒。
S21、将上述合金棒作为自耗电极，采用单相电渣重熔炉提纯，获得合金锭。精炼渣及其质量比为Al2O2:CaO:CaF2＝15:5:80,每炉精炼渣5Kg。
S31、将获得的合金锭在加热炉中加热，加热温度为1200℃，加热时间400Min；后进行轧制,开轧温度为1150℃；再后进行盘条，得到合金盘条。
S41、在井式退火炉进行退火，在1050℃温度区间保温180min后，出炉水冷，后进行去除表面氧化膜，在700℃熔融氢氧化钠中浸泡5分钟后用水冲洗，之后用浓度为180g/L的硫酸浸泡40分钟，用水冲洗掉表面残留，晾干。最后将清洗后的盘条进行拉拔，得到拉拔冷态成品。
S51、拉拔冷态成品在气氛保护连续退火炉中进行退火处理，退火温度1100℃，得到镍铬电热合金成品，可用于加热元件生产。
实施例2
一种镍铬电热合金，以质量分数计，所述镍铬电热合金的化学成分为：C 0.026％，Si 1.88％，S 0.0017％，P 0.018％，Cr 19.42％，Fe 0.8％，Al 0.23％，Ce 0.04％，镍余量。
该镍铬电热合金的制备方法，具体如下：
S11、以纯铁、微碳铬铁、电解镍、结晶硅、金属铈、铝块为原料，采用三相有衬电渣炉冶炼合金钢棒,炉渣及其质量比为：CaF2:CaO：Al2O3＝4:3:3,炉渣用量120Kg/t,冶炼过程中采用铝粉脱氧。出钢温度1650℃。采用钢包中底吹氩搅拌3分钟，保证成分均匀性。浇注为合金棒。
S21、将上述合金棒作为自耗电极，采用单相电渣重熔炉提纯，获得合金锭。精炼渣及其质量比为Al2O2:CaO:CaF2＝20:3:77,每炉精炼渣5Kg。
S31、将获得的合金锭在加热炉中加热，加热温度为1200℃，加热时间400Min；后进行轧制,开轧温度为1150℃；再后进行盘条，得到合金盘条。
S41、在井式退火炉进行退火，在1050℃温度区间保温180min后，出炉水冷，后进行去除表面氧化膜，在700℃熔融氢氧化钠中浸泡5分钟后用水冲洗，之后用浓度为180g/L的硫酸浸泡40分钟，用水冲洗掉表面残留，晾干。最后将清洗后的盘条进行拉拔，得到拉拔冷态成品。
S51、拉拔冷态成品在气氛保护连续退火炉中进行退火处理，退火温度1100℃，得到镍铬电热合金成品，可用于加热元件生产。
实施例3
一种镍铬电热合金，以质量分数计，所述镍铬电热合金的化学成分为：C 0.012％，Si 2.28％，S 0.0016％，P 0.020％，Cr 22.36％，Ni 65.20％，Ce 0.015％，铁余量。
该镍铬电热合金的制备方法，具体如下：
S11、以纯铁、微碳铬铁、电解镍、结晶硅、金属铈、铝块为原料，采用三相有衬电渣炉冶炼合金钢棒,炉渣及其质量比为：CaF2:CaO：Al2O3＝4.5:3:2.5,炉渣用量120Kg/t,冶炼过程中采用铝粉脱氧。出钢温度1650℃。采用钢包中底吹氩搅拌3分钟，保证成分均匀性。浇注为合金棒。
S21、将上述合金棒作为自耗电极，采用单相电渣重熔炉提纯，获得合金锭。精炼渣及其质量比为Al2O2:CaO:CaF2＝22:3:75,每炉精炼渣5Kg。
S31、将获得的合金锭在加热炉中加热，加热温度为1200℃，加热时间400Min；后进行轧制,开轧温度为1150℃；再后进行盘条，得到合金盘条。
S41、在井式退火炉进行退火，在1050℃温度区间保温180min后，出炉水冷，后进行去除表面氧化膜，在700℃熔融氢氧化钠中浸泡5分钟后用水冲洗，之后用浓度为180g/L的硫酸浸泡40分钟，用水冲洗掉表面残留，晾干。最后将清洗后的盘条进行拉拔，得到拉拔冷态成品。
S51、拉拔冷态成品在气氛保护连续退火炉中进行退火处理，退火温度1100℃，得到镍铬电热合金成品，可用于加热元件生产。
对比例1
一种镍铬电热合金，以质量分数计，所述镍铬电热合金的化学成分为：C 0.021％，Si 1.89％，S 0.0025％，P 0.020％，Cr 21.26％，Ni 65.37％，铁余量。
该镍铬电热合金的制备方法，具体如下：
S11、以纯铁、微碳铬铁、电解镍、结晶硅为原料，采用三相有衬电渣炉冶炼合金钢棒,炉渣及其质量比为：CaF2:CaO：Al2O3＝4:3:3,炉渣用量120Kg/t,冶炼过程中采用铝粉脱氧。出钢温度1650℃。采用钢包中底吹氩搅拌3分钟，保证成分均匀性。浇注为合金棒。
S21、将上述合金棒作为自耗电极，采用单相电渣重熔炉提纯，获得合金锭。精炼渣及其质量比为Al2O2:CaO：CaF2＝20:5:75,每炉精炼渣5Kg。
S31、将获得的合金锭在加热炉中加热，加热温度为1200℃，加热时间400Min；后进行轧制,开轧温度为1150℃；再后进行盘条，得到合金盘条。
S41、在井式退火炉进行退火，在1050℃温度区间保温180min，出炉水冷，后进行去除表面氧化膜，在700℃熔融氢氧化钠中浸泡5分钟后用水冲洗，之后用浓度为180g/L的硫酸浸泡40分钟，用水冲洗掉表面残留，晾干。最后将清洗后的盘条进行拉拔，得到拉拔冷态成品。
S51、拉拔冷态成品在气氛保护连续退火炉中进行退火处理，退火温度1100℃，得到镍铬电热合金成品，可用于加热元件生产。
将实施例1-3和对比例1提供的镍铬电热合金进行快速寿命试验，结果如表1所示。
表1：实施例1-3和对比例1提供的镍铬电热合金在1200℃下的快速寿命值
实施例 在1200℃下的快速寿命值(h)
实施例1 105
实施例2 80
实施例3 50
对比例1 20
由上表可得，采用本申请实施例提供的方法制备的镍铬电热合金，在1200℃下，快速寿命值最高可达到105h，且对实施例1提供的方法制备的镍铬电热合金进行电阻温度修正系数测试，1200℃电阻温度修正系数1.09，电阻温度修正系数变化较小。因此，本申请中的节镍型镍铬电热合金高温和室温力学性能优异、最高使用温度1200℃、电阻率稳定、使用寿命长，可替代Cr20Ni80。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种镍铬电热合金，其特征在于，所述镍铬电热合金的化学成分为：C、Si、S、P、Cr、Ni、Al、Ti、Hf以及稀土元素，余量为铁，所述稀土元素包括如下至少一种：Ce、La以及；以质量分数计，
C的含量为0.01％～0.05％，Si的含量为1.0％～3.0％，S的含量为≤0.003％，P的含量为≤0.020％，Cr的含量为21％～24％，Ni的含量为64％～69％，Al的含量为0.1％～0.7％，Ti的含量为0.01％～0.5％，Hf的含量为0.01％～0.2％，所述稀土元素的含量为0.01％～0.5％。
2.根据权利要求1所述的镍铬电热合金，其特征在于，所述镍铬电热合金的微观组织为奥氏体。
3.根据权利要求1所述的镍铬电热合金，其特征在于，所述镍铬电热合金满足如下至少一种性能：最高使用温度为1200℃，1200℃快速寿命≥100h，1200℃电阻温度修正系数为1～1.1。
4.一种镍铬电热合金的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1-3任意一项所述的镍铬电热合金，所述方法包括：
对所述镍铬电热合金的原材料进行冶炼，得到含有所述化学成分的合金棒；
对所述合金棒进行提纯，得到合金锭；
对所述合金锭进行加热、轧制以及盘条，得到合金盘条；
对所述合金盘条进行第一退火、冷却、表面处理以及拉拔，得到拉拔冷态成品；
对所述拉拔冷态成品进行第二退火，得到镍铬电热合金。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述冶炼的炉渣包括CaF2、CaO以及Al2O3，所述炉渣的质量比满足：CaF2:CaO:Al2O3＝(3～5):(2～4):(2～4)，所述冶炼的炉渣用量为50Kg/t·钢～60Kg/t·钢。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述冶炼的出钢温度为1620℃～1650℃，所述冶炼采用底吹氩，所述底吹氩的搅拌时间为2min～3min。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述提纯的方式包括电渣重熔以及真空自耗，所述提纯的提纯渣包括CeO2、CaO以及CaF2，所述提纯渣的质量比满足CeO2:CaO:CaF2＝(10～20):(3～5):(70～80)，所述提纯的提纯渣用量为3Kg/t·钢～5Kg/t·钢。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述加热的温度为1100℃～1200℃，所述加热的时间为90min～400min，所述轧制的开轧温度为1150℃～1190℃。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一退火的温度为950℃～1050℃，所述第一退火的时间为120min～240min。
10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二退火的温度为1000℃～1150℃。
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