CN1537177A - 铁-铬-铝合金 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种使用寿命长的铁铬铝合金，其含有(以％(质量)计)：＞2－3.6％Al和＞10－20％Cr，并且还添加了0.1－1％Si，最多0.5％Mn，0.01－0.2％钇和/或0.01－0.2％Hf和/或0.01－0.3％Zr，最多0.01％Mg，最多0.01％Ca，最多0.08％碳，最多0.04％氮，最多0.04％磷，最多0.01％硫，最多0.05％铜以及最大量分别为0.1％的钼和/或钨，以及与通常制造过程有关的杂质，余者为铁。

Description

铁-铬-铝合金

本发明涉及一种可成形的铁素体钢合金。

这种合金尤其用于制造电加热元件和催化剂载体。这些材料可形成一种能够保护它们不被破坏的不可渗透的铝的氧化物附着层。通过添加所谓的反应性元素，例如Ca，Ce，La，Y，Zr，Hf，Ti，Nb，可以改善这种保护作用，因为这些元素能够改善该覆层的附着性和/或减缓其生长，参见Handbuch der Hochtemperatur-Werkstofftechnik(Ralf Bürgel，Vieweg Verlag，Braunschweig 1998)中从第274页起。

铝氧化物层保护金属材料不发生快速氧化。同时，该层生长速度非常缓慢。在其生长期间，消耗了材料中的铝含量。如果没有更多的铝，则会生长其它氧化物(铬和铁的氧化物)。材料中金属含量的消耗很快，之后，材料失效。失效发生之前的这段时间称作使用寿命。因此，增加铝含量能够提高使用寿命。

DE-A 19928842介绍了一种合金，该合金含有(以％(质量)计)16-22％Cr，6-10％Al，并且还添加了0.02-1.0％Si，最多0.5％Mn，0.02-0.1％Hf，0.02-0.1％Y，0.001-0.01％Mg，最多0.02％Ti，最多0.03％Zr，最多0.02％Se，最多0.1％Sr，最多0.1％-最多0.5％Cu，最多0.1％V，最多0.1％Ta，最多0.1％Nb，最多0.03％C，最多0.01％N，最多0.01％B，余者为铁以及与制造过程有关的杂质。该合金用作尾气催化剂的载体薄箔、热导体、以及建造工业炉和气体燃烧器时的组件。

EP-B 0387670介绍了一种合金，该合金含有(以％(质量)计)20-25％Cr，5-8％Al，并且还添加了0.03-0.08％钇，0.004-0.008％氮，0.020-0.040％碳，以及比例大致相同的Ti(0.035-0.07％)和Zr(0.035-0.07％)，和最多0.01％磷，最多0.01％Mg，最多0.5％锰，最多0.005％硫，余者为铁以及与制造过程有关的杂质，Ti与Zr含量之和(以％(质量)计)比C与N含量之和(以％(质量)计)高1.75-3.5倍。Ti和Zr可以用铪和/或钽或钒加以完全或部分替代。

EP-B 0290719介绍了一种合金，该合金含有(以％(质量)计)12-30％Cr，3.5-8％Al，0.008-0.10％碳，最多0.8％硅，0.10-0.1％锰，最多0.035％磷，最多0.020％硫，0.1-1.0％钼，最多1％镍，并且还添加了0.010-1.0％锆，0.003-0.3％钛，0.003-0.3％氮，0.005-0.05％钙和镁，以及0.003-0.80％稀土，0.5％铌，余者为铁和通常的伴随元素。该合金例如用作电加热炉中加热元件的电热丝，以及作为受热应力的部件材料和用作制造催化剂载体的薄箔。

US-A 4277374介绍了一种合金，该合金含有(以％(质量)计)最多26％Cr，1-8％Al，0.02-2％铪，最多0.3％钇，最多0.1％碳，最多2％硅，余者为铁，其中铬的优选范围为12-22％，铝为3-6％，该合金用作制造催化剂载体的薄箔。

上述文件均基于传统的制造方法，例如对合金进行传统铸造，并且随后进行热和冷成型。由于这些方法尤其是因热轧期间的脆化，其失效比例高，因此，在过去的几年里已开发了替代方法，该方法中，采用铝或铝合金对含有反应性元素的铬钢进行涂覆。然后，将该复合材料轧成最终厚度，并随后进行均匀化处理，其中，设定适当的退火参数能够获得均匀的材料。

所述方法在例如文件EP-B 0640390，EP-B 0204423和WO99/18251中进行了介绍，这些方法对于在技术上要求高铝含量并且材料的使用形式为薄箔或薄带的场合减少生产中的问题极为合适。

已发现当铁-铬-铝合金用于家用电器，例如烤箱、头发烘干器等时，还存在另一种减少脆化引起的失效和成本的可能性，所述这些家用电器通常使用温度低于800℃，并且在严格控制成本的条件下制造完成。由于所述材料在这里通常以电热丝形式使用，因此，不可能采用所述的涂覆方法。由于存在低温应力，故此处使用低于5％(质量)的较低铝含量的合金，例如，含有约14.5％Cr，约4.5％Al，添加反应性元素，余者为铁的合金，这类合金包括按照表3中的DIN标准17470制造并描述的含有14％铬和4％铝，余者为铁的合金(Cr Al 144)，以及在1998年11月出版、出版号为N563的“Drhte von kruppVDM für die Elektroindustrie”中第24页介绍的材料Aluchrom W，该材料含有14-16％铬、3.5-5.0％铝、最多0.08％碳、最多0.6％锰、最多0.5％硅、最多0.3％锆，其它的与制造过程有关的杂质，余者为铁。下面将该合金作为对照合金，并且简称为Cr Al 14 4。

由于铝含量已降至约4-4.5％(质量)，因此，铁-铬-铝合金Cr Al14 4可以比上述含铝量超过5％(质量)的合金更易于进行制造。但是，该合金仍具有脆性，这导致在热成型期间的生产投入更大。

目前的现状是：含有约14-15％(质量)铬的Fe Cr Al合金要求Al的最低含量为约4％(质量)，以便建立起一种氧化铝保护层，例如如Handbuch der Hochtemperatur-Werkstofftechnik(Ralf Bürgel，Vieweg Verlag，Braunschweig 1998)中的第272页上的图5.13所示。

GB-A476,115公开了一种合金，该合金尤其可以用作电阻，其含有如下元素：6.1-30％Cr，3-12％Al，0.07-0.2％C，≤4％Ti，余者为铁以及与制造过程有关的杂质。这里，Ti含量与C含量有关，其值应不低于C含量的3倍。优选范围是Cr＞8％，Al＞5％，C＞0.085％。

DE-A 196 52 399介绍了一种制备多层金属复合物薄箔的方法及其用途。该金属复合物薄箔包括一个由铁素体钢带制成的载体层，该层的两面均存在一个铝或铝合金外层。该载体层由一种合金制成，该合金含有(以％(质量)计)16-25％Cr，稀土，Y或Zr的含量为0.01-0.1％，余者为Fe。此外，可以通过合金化添加含量为2-6％Al。优选Cr含量高于20％。

最后，EP-A 0 402 640公开了一种作为催化剂载体元件的不锈钢箔及其制备。该不锈钢箔由一种合金制成，该合金含有如下组成(以％(质量)计)：1.0-20％Al，5-30％Cr，最多2％Mn，最多3％Si，最多1％C，余者为铁以及与制造过程有关的杂质。Al的优选含量为5.5-20％。此外，可以通过合金化添加最多0.3％的Y，Sc或稀土，其中，还可以存在含量最多2％的至少一种如下元素：Ti，Nb，Zr，Hf，V，Ta，Mo，W。这里，＜4％的Al含量要求＞25％的Cr含量。

本发明的目的是提供一种低成本的铁铬铝合金，该合金具有与CrAl 14 4类似或者更优的使用寿命，但是其脆性更低，因而具有改善的成型性，而且，同时，具有与Cr Al 14 4同样的技术功能。

该目的由一种使用寿命长的铁铬铝合金达到，该合金含有(以％(质量)计)：＞2-3.6％Al和＞10-20％Cr，并且还添加了0.1-1％Si，最大0.5％Mn，0.01-0.2％钇和/或0.01-0.2％Hf和/或0.01-0.3％Zr，最多0.01％Mg，最多0.01％Ca，最多0.08％碳，最多0.04％氮，最多0.04％磷，最多0.01％硫，最多0.05％铜以及分别最大量为0.1％的钼和/或钨，以及与制造过程有关的杂质，余者为铁。

在从属权利要求中公开了根据本发明的合金的有利实施方案。

优选地，可以将Al含量设定为2.5-3.55％，Cr含量设定为13-17％。

通过减少铝含量能够最有效地降低脆性。但是，其缺点是比电阻也下降，使用寿命变短。

铬、硅、碳和氮也可以使脆性增加，因此，应将这些元素保持在尽可能低的水平。

当表面特性(surface performance)、加热元件的性能(performance)，加热元件的总电阻和加热元件的使用寿命保持不变时，不管材料作任何改变，起通电生热作用的热导体都能够获得同样的功能。

如果减小比电阻时保持表面特性(surface performance)、性能(performance)和电阻不变，则电热丝的直径必须减小，而且电热丝长度必须增大，两者减小或增大的百分数相同，以便满足上述要求。于是，体积减小了同样的百分数。这意味着：比电阻减小时材料得到了节省。这一点在H.Pfeifer，H.Thomas的“ZunderfesteLegierungen”Springer Verlag，Berlin 1963)的第387页上进行了介绍。

下面的计算对该事实进行说明。

计算出采用B代替A时引起的电热丝直径、长度和重量的变化，其中，表面特性(surface performance)、性能(performance)和电阻保持不变。

下面的公式满足上述条件：

直径 $D_B/D_A=\sqrt[3]{{\mathrm{\ρ}}_B/{\mathrm{\ρ}}_A}$

长度 $L_B/L_A=\sqrt[3]{{\mathrm{\ρ}}_A/{\mathrm{\ρ}}_B}$

重量 $M_B/M_A=\sqrt[3]{{\mathrm{\ρ}}_B/{\mathrm{\ρ}}_A}\·{\mathrm{\γ}}_B/{\mathrm{\γ}}_A$

当根据本发明的合金用作例如加热元件的电热丝时，其中，该电热丝直径为D_B，其值根据下式发生变化：

$D_B/D_A=\sqrt[3]{{\mathrm{\ρ}}_B/{\mathrm{\ρ}}_A}$

而且，该导线的长度为L_B，其值根据下式发生变化：

$L_B/L_A=\sqrt[3]{{\mathrm{\ρ}}_A/{\mathrm{\ρ}}_B}$

合金B的材料量较少，其减少值由下式确定：

$M_B/M_A=\sqrt[3]{{\mathrm{\ρ}}_B/{\mathrm{\ρ}}_A}\·{\mathrm{\γ}}_B/{\mathrm{\γ}}_A$

该材料量是比电阻为ρ_B的电热丝所要求，如果ρ_B小于ρ_A且大约γ_A≌γ_B，则该导线与由合金A制成并且比电阻为ρ_A，直径为D_A和长度为L_A的导线具有同样的功能。

例：材料A：ρ_A＝1.25Ωmm²/m

    材料B：ρ_B＝1.05Ωmm²/m

D_B/D_A＝0.94    即：直径减小6％(质量)

L_B/L_A＝1.06    即：长度增加6％(质量)

M_B/M_A＝0.94    即：重量减小6％(质量)

其中，在该示例性理论中，假设密度γ_A≌γ_B。在具体情况中，该假设必须加以证实。

但是，该想法迄今尚未实现，因为直径的减小导致使用寿命的下降。

下面，估计由导线直径减小引起的使用寿命的下降。

根据I.Gurrappa，S.Weinbruch，D.Naumenko，W.J.Quadakkers的文章(参见Materials and Corrosions 51(2000)，第224-235页)，电热丝的使用寿命t可以采用下式计算：

$t=[4.4\×{10}^{-3}\×(C_0-C_K)\×\frac{\mathrm{\γ}\·f}{k}{]}^{1/n}$

其中，f＝D/2，D为导线直径。

γ＝合金密度

C₀＝在开始氧化或者使用加热螺旋之前合金中的铝浓度。

C_K＝破裂氧化开始，即除氧化铝之外的其它氧化物开始形成时的临界铝浓度。这意味着热导体的有效工作结束，并且导致热导体的快速熔化，因此可认为使用寿命结束。

K＝氧化常数

n＝氧化速率指数，其值约0.5。

氧化常数K是氧化层质量的测量工具。对于一个保护作用很好的氧化层而言，其K值比质量较差的氧化层小。K值越小，使用寿命越长。

如果根据上述理论，一种合金的电热丝直径减小至原值的0.94倍，由于氧化常数K，密度γ，Co和C_K保持相同，则使用寿命按下式降低：

$\frac{t_2}{t_1}={\left[\frac{D_2}{D_1}\right]}^{1/n}={\left[\mathrm{0,95}\right]}^2=\mathrm{0,88}$

其中，t₁＝具有较大电热丝直径D₁时的使用寿命

t₂＝具有较小电热丝直径D₂时的使用寿命。

这意味着：为了补偿直径较小的不足，具有同样功能的合金的使用寿命必须增加12％。甚至更高的使用寿命要求提供了使用寿命更长，即功能性改善的附加优点。

令人惊奇地，已发现：含有(以％(质量)计)：＞2-3.6％Al和＞10至20％Cr，并且还添加了0.1-1％Si，最大0.5％Mn，0.01-0.2％钇和/或0.01-0.2％Hf和/或0.01-0.3％Zr，最多0.01％Mg，最多0.01％Ca，最多0.08％碳，余者为铁以及与通常制造过程有关的杂质的合金具有比迄今所使用的合金高得多的使用寿命，所述迄今使用的合金含有约14.5％Cr，约4.5％Al，并且添加了最多0.3％锆、最多0.08碳、最多0.6％锰、最多0.5％硅，余者为铁以及与制造过程有关的其它杂质。

本发明的主题除用作例如家用电器的加热元件的热导体，或者用作电炉建造中的材料之外，还可以作为薄箔，例如催化剂的载体箔使用。

在下面的实施例中将详细解释本发明的优点。

实施例：表1中列出了不同的铁铬铝合金，其中，该表同时包括大规模生产的合金以及在实验室条件下生产的合金。

对于电热丝形式的加热元件(热导体)，可以采用加速使用寿命试验，例如在下述条件下，对材料进行相互比较：

试验中采用直径为0.40mm的电热丝，由该电热丝制造出12匝、螺旋直径4mm、螺旋长度50mm的电热丝螺旋管。将该导线螺旋管夹持在2个电流源之间并且通过施加电压加热至1200℃。在分别加热2分钟之后，电流源停止供电15秒钟。在使用寿命的末期，导线因剩余横截面熔化而失效。将导线不中断加热的总时间长度指定为使用寿命，并且在下面称作燃烧时间。

大规模生产的合金T1以及在实验室条件下生产的合金T2和T3均代表现有技术水平的Cr Al 14 4，其含有(以％(质量)计)：约14.5％铬、4.5％铝、约0.3％锰、约0.2％硅以及0.17-0.18％的反应性元素-锆。在实验室条件下生产的合金T3的使用寿命为49小时，在实验室条件下生产的合金T2的使用寿命为63小时，而大规模生产的合金T1的使用寿命为77小时。合金H1至H6是铝含量高于5％(质量)，并且添加不同量的硅、锰、锆、钛、铪和钇，以及其它添加元素例如钙、镁、碳和氮的合金。正如所预期的那样，由于铝含量较高，上述合金均具有明显比合金T1-T3高的使用寿命。合金H1至H6的使用寿命的差异原因尤其在于它们的铝、硅、锆、钛、铪和钇的含量不同。

对于实验室条件下生产的合金K1，与根据现有技术的实验室条件下生产的合金T2相比，其铝含量已由4.5％降低至3.55％。结果，正如所预料的那样，其使用寿命由63小时降至34小时。

而对于根据本发明的合金L2，L3，M1，M2和M4并且标记为“E”的合金，情况并非如此。与根据现有技术的实验室条件下生产的合金T3和T2相比，虽然上述合金含有2.5-3.6％(质量)的明显较低的铝含量，但是，它们的使用寿命却增加为1.5-2倍。这些合金的共同特征在于它们除含有锆之外，还含有钇和/或铪。其中，含有(以％(质量)计)2.55％铝和0.05％锆以及0.04％铪和0.02％钇的合金L2的使用寿命达109小时。含有(以％(质量)计)3.55％铝和0.053％锆以及0.042％铪和0.02％钇的合金L3的使用寿命达90小时。含有2.78％铝和0.05％锆以及0.03％铪和0.02％钇的合金M1的使用寿命达92小时。含有2.71％铝和0.05％锆以及0.03％铪和0.04％钇的合金M2的使用寿命达126小时。含有2.8％铝和0.03％锆以及0.03％铪和0.03％钇的合金M4的使用寿命达85小时。

这些实施例表明：尽管铝含量低，但是，在铁铬铝合金中极少量添加锆、铪和钇，能够获得非常长的使用寿命，其值与铝含量高于2.5％的铁铬铝合金的使用寿命相当。

总之，可以说，根据本发明的合金必须含有0.01-0.2％钇和/或0.01-0.2％Hf和/或0.01-0.3％Zr的添加元素。

合金L1表明：尽管添加了锆、铪和钇，但是，由于其铝含量为1.55％，其使用寿命仅为9.3小时。合金M3中铝含量仅为2.24％，尽管也添加了锆、铪和钇，但使用寿命也只有72小时，该值与根据现有技术水平的合金的使用寿命相当。因此，根据本发明的合金的铝含量应高于2％。

通过对含锆、铪和钇，但还含有14.85％铬和2.78％铝的合金M1同含有16.86％铬和2.55％铝的合金L2进行比较，表明铬含量为14-17％时，对使用寿命无决定性影响。但是，含有一定量的铬是必需的，因为铬能够促进非常稳定并且具有保护性的α-Al₂O₃层的形成。根据H.M.Herbelin，M Mantel，Colloque C7的文章(参见Suppleément au Journal de Physique III，Vol.5，November 1995，第C7-365至374页)，当铬含量为13％时，情况仍如此。但是，铬含量为6％时上述作用不足。

根据J.Klwer的文章(参见Materials and Corrosion 51(2000)，第373-385页)，添加约0.3％(质量)或更多的硅能够通过改善覆盖层的附着性来提高使用寿命。因此，要求硅含量至少0.1％。

表1中列出了在室温，50℃，100℃和150℃下的缺口试样的冲击功，其中，试样采用DMV规范(参见W.Domke的文章，Werkstoffkundeund Werkstoffprüfung，Verlag W.Gerardet，Essen 1981，自336页起)。当在低温出现脆性断裂时，铁素体钢的缺口试样冲击功低(低位置)；而在较高温度，其具有延性、易于成型的特性，因此，缺口试样冲击功高(高位置)，并且具有在几度范围内缺口试样冲击功由低位置增至高位置的急剧变化。其中，在此范围内缺口试样冲击功可能非常分散。由高位置向低位置转移的温度称作缺口转变温度。一种材料比如越脆，其晶粒尺寸越大，或者对于铁铬铝合金，其越脆，其合金元素例如铝、铬、硅、氮、碳、磷和硫的含量越高。由于在实验室条件下制备而成，表1中所有缺口冲击试样均具有约200-400μm的非常大的晶粒尺寸，这是非常不利的。因此，所有试样在室温下均处于低位置，其中，如合金M1，M2，M3，M4和L1所示，铝含量最低、铬含量最低和碳含量最低的试样的缺口试样冲击功最高。合金M4的缺口试样冲击功比合金M2稍差，原因是二者虽具有类似的铝和铬含量，但是M4的碳含量较高。合金L2的缺口试样冲击功比合金M2稍低，原因是L2中的铬含量较高。氮、磷和硫的作用与碳相似，因此优选保持它们具有低含量。已发现：为了保持铝的脆化作用尽可能小，铝含量不许超过3.6％。

对于在50℃和100℃下测得的缺口试样冲击功，存在同样情况，只是低铝含量对缺口试样冲击功的改善作用更明显，并且，可以更清楚地看出：与M1和M2比较由于M4的碳含量较高，其缺口试样冲击功较低。在这里还可以看出：合金M1与合金M2的不同之处在于其硅含量较高，结果其具有稍低的缺口试样冲击功。在150℃，所有的缺口试样冲击功均处于韧性的高位置区，其中，铝含量为2.2-2.8％的合金M2，M3和M4表现出最高的缺口试样冲击功。

总之，可以说：通过将铝含量降至低于3.6％，能够显著地减小铁铬铝合金的脆性特性。这一点又得到了低含量的硅、碳、氮、磷和硫的进一步支持。因此，将碳含量限制为最高0.08％，氮含量最高0.04％，磷含量最高0.04％，硫含量最高0.01％(质量)。磷和硫另外对使用寿命还有负作用，因此，从这方面看，这些元素具有低含量有利。

由于具有脆化作用，铬含量也应该尽可能低。鉴于需满足涉及使用寿命方面的要求，硅和铬含量不能降至接近零，而是必须含有至少0.1％硅和10％铬。但是，为了获得尽可能低的脆性，不应该添加高于20％铬和1％硅。

如果采用根据本发明的合金，例如合金M2或M4，代替合金Cr Al14 4，例如表1中的合金T1，T2和T3，则比电阻由1.21Ωmm²/m(合金A)降至1.04Ωmm²/m(合金B)。根据上述描述，如果加热螺旋管的表面特性(surface performance)、性能(performance)和电阻保持不变，则能够确保同样的功能。

其中，结果如下：

直径关系式： $D_B/D_A=\sqrt[3]{{\mathrm{\ρ}}_B/{\mathrm{\ρ}}_A}=0.95$

长度关系式： $L_B/L_A=\sqrt[3]{{\mathrm{\ρ}}_A/{\mathrm{\ρ}}_B}=\mathrm{1,05}$

重量关系式： $M_B/M_A=\sqrt[3]{{\mathrm{\ρ}}_B/{\mathrm{\ρ}}_A}\·{\mathrm{\γ}}_B/{\mathrm{\γ}}_A=0.95$

大约γ_A≌γ_B

合金A的密度γ_A＝7.12g/cm²，合金B的密度γ_B＝7.30g/cm²。考虑到密度的变化，重量关系式的结果稍高，即：

$M_B/M_A=\sqrt[3]{{\mathrm{\ρ}}_B/{\mathrm{\ρ}}_A}\·{\mathrm{\γ}}_B/{\mathrm{\γ}}_A=0.97$

这意味着γ_A≌γ_B这种大约估计在这种情况下是容许的。

根据I.Gurrappa，S.Weinbruch，D.Naumenko，W.J.Quadakkers的文章(参见Materials and Corrosions 51(2000)，第224-235页)，由于根据本发明的合金B的电热丝直径的减小，其使用寿命可以采用下式计算：

$\frac{t_2}{t_1}={\left[\frac{D_2}{D_1}\right]}^{1/n}={\left[\mathrm{0,95}\right]}^2=0.90$

这意味着为了补偿直径较小的不足，根据本发明的合金的使用寿命必须至少增加10％。但是，由于根据本发明的合金的使用寿命均增加了至少50％，因此，使用根据本发明的合金的附加优点是能够提供更长的使用寿命。

将锰含量限制为0.5％(质量)，原因是该元素降低氧化稳定性。这一点对铜同样有效。

表1  铁铬铝合金的实施例    (使用寿命对应燃烧时间)

	合金批次	Mn	Cr	Si	Al	Mg	Ca	Zr	Ti	Hf	Y	N	C	P	S	ρΩmm2/m1)	缺口试样冲击功，单位：J(在13mmWB下2)				使用寿命1200℃小时
																						大规模生产的合金																	RT	50℃	100℃	150℃
	T1	0.31	14.5	0.2	4.45		0.01	0.17	0.01	-	-	0.005	0.02	0.013	0.002	1.21					77
																							H1	0.19	20.5	0.32	5.05	0.01	0.003	0.17	0.01	-	-	0.007	0.021	0.010	0.002	1.30					119
	H2	0.21	20.85	0.14	5.2	0.01	0.001	0.05	0.06	-	0.06	0.008	0.032	0.013	0.002	1.33					137
																							H3	0.22	20.75	0.14	5.1	0.006	0.002	0.05	0.06	-	0.07	0.007	0.036	0.014	0.002	1.32					99
	H4	0.19	20.0	0.30	5.62	0.009	0.004	0.04		0.04	0.06	0.003	0.025	0.013	0.002	1.38					117
																							H5	0.10	21.01	0.24	5.65	0.006	0.0006	0.10	0.009	-	-			0.014							111
	H6	0.24	22.21	0.03	5.83	0.002	0.003	0.228	0.105	-	-		0.026	0.016	0.001	1.39					111
																						实验室规模生产的合金																	RT	50℃	100℃	150℃
	T2	0.33	14.4	0.22	4.5	0.0033	3ppm	0.18	＜0.01	-	-	0.006	0.026	0.004	0.004	1.21	7				63
																							K1	0.33	14.4	0.44	3.55	0.0033	3ppm	0.18	＜0.01	-	-	0.004	0.025	0.004	0.004	1.15	9				34
	L1	0.26	16.90	0.37	1.55	0.002		0.049	＜0.01	0.039	0.02	0.002	0.003	0.002	0.002	0.91	11				9.3
																						E	L2	0.26	16.86	0.38	2.55	0.002		0.050	＜0.01	0.040	0.03	0.003	0.002	0.002	0.002	1.06	8				109
E	L3	0.27	16.61	0.38	3.55	0.002		0.053	＜0.01	0.042	0.04	0.003	0.018	0.003	0.003	1.17	8				90
																							T3	0.30	14.70	0.20	4.49	0.0034	5ppm	0.18	＜0.01	-	＜0.01	0.002	0.002	0.003	0.004	1.21	8	8.1	35	120	49
E	M1	0.36	14.85	0.50	2.78	0.0033	6ppm	0.05	＜0.01	0.03	0.02	0.004	0.002	0.003	0.002	1.07	10	20			92
																						E	M2	0.35	14.80	0.28	2.71	0.0034	5ppm	0.05	＜0.01	0.03	0.04	0.004	0.002	0.003	0.004	1.04	10	24	143	272	126
	M3	0.36	14.80	0.28	2.24	0.0032	4ppm	0.05	＜0.01	0.03	0.02	0.002	0.002	0.003	0.002	0.92	19	102	＞300	285	72
																						E	M4	0.30	14.65	0.3	2.8	＜0.001	＜0.001	0.03	＜0.01	0.03	0.03	0.0015	0.018	0.002	0.002	1.03	9	13	85	179	85

¹)经过900℃/30分钟/OK    ²)经过950℃/15分钟/PI

RT：室温

Claims (11)

1.一种使用寿命长的铁铬铝合金，其含有(以％(质量)计)：＞2至3.6％Al和＞10至20％Cr，并且还添加了0.1-1％Si，最多0.5％Mn，0.01-0.2％钇和/或0.01-0.2％Hf和/或0.01-0.3％Zr，最多0.01％Mg，最多0.01％Ca，最多0.08％碳，最多0.04％氮，最多0.04％磷，最多0.01％硫，最多0.05％铜以及分别为最大量0.1％的钼和/或钨，以及与制造过程有关的杂质，余者为铁。

2.根据权利要求1的铁铬铝合金，其含有(以％(质量)计)：2.5-3.55％Al，13-17％Cr，并且还添加了0.1-0.5％Si，最多0.5％Mn，0.01-0.1％钇和/或0.01-0.1％Hf和/或0.01-0.2％Zr，最多0.01％Mg，最多0.01％Ca，最多0.08％碳，最多0.04％氮，最多0.04％磷，最多0.01％硫，最多0.05％铜以及分别为最大量0.1％的钼和/或钨，以及与制造过程有关的杂质，余者为铁。

3.根据权利要求1或2的铁铬铝合金，其含有(以％(质量)计)：2.5-3.0％Al，14-17％Cr，并且还添加了0.1-0.5％Si，最多0.5％Mn，0.01-0.08％钇和/或0.01-0.08％Hf和/或0.01-0.08％Zr，最多0.01％Mg，最多0.01％Ca，最多0.08％碳，最多0.04％氮，最多0.04％磷，最多0.01％硫，最多0.05％铜以及分别为最大量0.1％的钼和/或钨，以及与制造过程有关的杂质，余者为铁。

4.根据权利要求1-3中之一项的铁铬铝合金，其中，可以采用含量为(以％(质量)计)0.01-0.1％的选自于钪和/或钛和/或钒和/或铌和/或钽和/或稀土，例如特别是镧和/或铈的一种或多种元素，完全或者部分地替代选自于钇、铪或锆中的一种或多种元素。

5.根据权利要求1-4中之一项的铁铬铝合金，其特征在于：将碳含量限制为0.02％，氮含量限制为0.01％，磷含量限制为0.01％，硫含量限制为0.005％。

6.根据权利要求1-5中之一项的铁铬铝合金，其中，如果合金用作电热丝，并且，如果表面特性、性能和电阻保持不变，以及，如果采用材料B代替材料A，则给定与直径、长度和重量的变化有关的下述条件：

直径

$D_B/D_A=\sqrt[3]{{\mathrm{\ρ}}_B/{\mathrm{\ρ}}_A}$

长度

$L_B/L_A=\sqrt[3]{{\mathrm{\ρ}}_A/{\mathrm{\ρ}}_B}$

重量

$M_B/M_A=\sqrt[3]{{\mathrm{\ρ}}_B/{\mathrm{\ρ}}_A}\·{\mathrm{\γ}}_B/{\mathrm{\γ}}_A$

其中

D是对各电热丝直径

ρ是对各电热丝比电阻

L是对各电热丝长度

M是对各电热丝重量

γ是对各电热丝密度。

7.根据权利要求1-6中之一项的铁铬铝合金在加热元件中作为热导体的应用。

8.根据权利要求1-6中之一项的铁铬铝合金在家用电器中尤其是作为加热元件形式的合金的应用。

9.根据权利要求1-6中之一项的铁铬铝合金尤其是作为加热元件形式的合金或者作为电炉建造用材料的应用。

10.根据权利要求1-5中之一项的铁铬铝合金尤其是以薄箔形式的合金作为催化剂载体薄箔的应用。

11.根据权利要求1-6中之一项的铁铬铝合金尤其是以线材或带材形式的合金作为制动和启动阻抗的应用。