一種耐高溫鐵鉻鋁合金及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種耐高溫鐵鉻鋁合金及其制備方法，所述合金按質(zhì)量百分比計分為四種不同的合金，具體為：0Cr20A3、0Cr19A3、0Cr15Al5、0Cr13Al4。所述0Cr20A3主要成分為：Si 0.03?0.05%、Cu 0.5?1%、Mn 0.5?1%、Mg1?2%、Nb 0.5?1%、Ni 1?2%、Sb 0.03?0.06%、Cr 20%、Al 3%、余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明專利技術(shù)結(jié)合不同元素對合金機(jī)械性能的的影響，合理調(diào)節(jié)合金元素的比例，制得的鐵鉻鋁合金在具有優(yōu)異的力學(xué)性能和抗高溫氧化性能。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種耐高溫鐵鉻鋁合金及其制備方法
本專利技術(shù)涉及合金
，具體涉及一種耐高溫鐵鉻鋁合金及其制備方法。
技術(shù)介紹
電熱合金是一種重要的功能合金材料。隨著我國國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對此類材料的需求逐年增加。鐵鉻鋁合金具有電阻率高、熔點(diǎn)高、高溫抗氧化性能好、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)而成為深受人們歡迎的電熱合金，廣泛應(yīng)用于電熱元件等多種行業(yè)。然而現(xiàn)有的鐵鉻鋁合金經(jīng)高溫使用時易產(chǎn)生脆性，而且長時間使用永久伸長率較大。隨著對防熱材料和防熱結(jié)構(gòu)的要求越來越高，所需合金需要承受的溫度也越來越高，對高溫合金的抗高溫氧化能力和耐腐蝕性提出了更高的要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
有鑒于此，本專利技術(shù)的目的是提供一種耐高溫鐵鉻鋁合金及其制備方法。本專利技術(shù)采取的具體技術(shù)方案是：一種耐高溫鐵鉻鋁合金，其按質(zhì)量百分比計分為四種不同的合金，具體為：0Cr20Al3、0Cr19Al3、0Cr15Al5、0Cr13Al4。進(jìn)一步地，所述0Cr20Al3主要成分為：Si0.03-0.05%、Cu0.5-1%、Mn0.5-1%、Mg1-2%、Nb0.5-1%、Ni1-2%、Sb0.03-0.06%、Cr20%、Al3%、余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。進(jìn)一步地，所述0Cr19Al3主要成分為：Si0.03-0.05%、Cu0.5-1%、Mn0.5-1%、Mg1-2%、Nb0.5-1%、Ni1-2%、Sb0.03-0.06%、Cr19%、Al3%、余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。進(jìn)一步地，所述0Cr15Al5主要成分為：Si0.03-0.05%、Cu0.5-1%、Mn2%、Mg1-2%、Nb0.5-1%、Ni1-2%、Sb0.03-0.06%、Cr15%、Al5%、余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。進(jìn)一步地，所述0Cr13Al4主要成分為：Si0.03-0.05%、Cu0.5-1%、Mn2%、Mg1-2%、Nb0.5-1%、Ni1-2%、Sb0.03-0.06%、Cr13%、Al4%、余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。優(yōu)選地，所述不可避免的雜質(zhì)的含量不超過0.5%。相應(yīng)地，本專利技術(shù)還提供了上述耐高溫鐵鉻鋁合金的制備方法，包括如下步驟：依據(jù)合金的各個成分質(zhì)量百分比進(jìn)行配料，將鐵、鉻和鋁投入熔化爐中進(jìn)行溶化作業(yè)，產(chǎn)生合金熔液；在熔化爐外將待添加的其余元素金屬在惰性氣體保護(hù)下熔化，再添加入所述合金熔液；將所述合金熔液冷卻并拉伸成鐵鉻鋁合金絲。優(yōu)選地，溶化作業(yè)時，熔化爐溫度控制在5000-6000℃，產(chǎn)生合金熔液后，熔化爐溫度控制在3500-4000℃。Si：硅是煉鋼過程中重要的還原劑和脫氧劑，并且能夠通過自身形成富硅的氧化保護(hù)膜提高合金的高溫抗氧化性能；能夠促進(jìn)和提高合金抗拉強(qiáng)度。Cu：銅與鋁形成θ相，而θ相具有固溶強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化的作用，能夠有效的提高合金的拉伸強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度。Mn：錳能夠與鐵無限固溶，能夠?qū)崿F(xiàn)對合金的固溶強(qiáng)化、補(bǔ)充強(qiáng)化和提高耐熱性能，且其與鈮、鋁協(xié)同作用可以細(xì)化晶粒、強(qiáng)化基體、同時提高表面鈍化膜的穩(wěn)定性。Mg：鎂能夠使晶格產(chǎn)生畸變，引起固溶硬化；同時鎂還可以提高合金的耐腐蝕性和耐熱性能。Nb：其不僅在合金中用于提高再結(jié)晶溫度（細(xì)化晶粒）、提高強(qiáng)度，而且其作為強(qiáng)碳化物形成元素，防止碳與鉻形成化合物。碳和鉻化合形成化合物，容易使得晶粒邊緣貧鉻影響材料耐蝕性和晶間結(jié)合強(qiáng)度，進(jìn)而影響鐵鉻鋁加工性能。因此，鈮的加入，能夠降低鐵鉻鋁合金中碳的危害。Ni：可以提高合金的耐高溫、抗氧化、韌性起到積極的作用，可提高合金的強(qiáng)度而不顯著降低其韌性。可以減少提高鋁含量而對合金機(jī)械性能造成的影響。Sb：銻在合金中能使初次再結(jié)晶及二次再結(jié)晶晶粒尺寸細(xì)化，二次再結(jié)晶組織更為完善，進(jìn)而提高合金的韌性。本專利技術(shù)的有益效果是：本專利技術(shù)結(jié)合不同元素對合金機(jī)械性能的的影響，合理調(diào)節(jié)合金元素的比例，元素之間結(jié)合、協(xié)同作用，制得的鐵鉻鋁合金在具有優(yōu)異的力學(xué)性能和抗高溫氧化性能。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對本專利技術(shù)作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本專利技術(shù)的實(shí)施方式不限于此，在不脫離本專利技術(shù)上述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段，做出各種替換和變更，均應(yīng)包括在本專利技術(shù)的范圍內(nèi)。實(shí)施例1一種耐高溫鐵鉻鋁合金，其按質(zhì)量百分比計，主要成分為：Si0.03%、Cu0.5%、Mn0.6%、Mg2%、Nb0.7%、Ni1.2%、Sb0.03%、Cr20%、Al3%、余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。上述耐高溫鐵鉻鋁合金的制備方法，包括如下步驟：依據(jù)合金的各個成分質(zhì)量百分比進(jìn)行配料，將鐵、鉻和鋁投入熔化爐中進(jìn)行溶化作業(yè)，溫度控制在5000-6000℃；產(chǎn)生合金熔液后，溫度控制在3500-4000℃在熔化爐外將待添加的其余元素金屬在惰性氣體保護(hù)下熔化，再添加入所述合金熔液；將所述合金熔液冷卻并拉伸成鐵鉻鋁合金絲。實(shí)施例2一種耐高溫鐵鉻鋁合金，其按質(zhì)量百分比計，主要成分為：Si0.04%、Cu0.6%、Mn0.7%、Mg1.8%、Nb0.8%、Ni1.5%、Sb0.05%、Cr19%、Al3%、余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。上述鐵鉻鋁合金的制備方法，包括如下步驟：依據(jù)合金的各個成分質(zhì)量百分比進(jìn)行配料，將鐵、鉻和鋁投入熔化爐中進(jìn)行溶化作業(yè)，溫度控制在5000-6000℃；產(chǎn)生合金熔液后，溫度控制在3500-4000℃在熔化爐外將待添加的其余元素金屬在惰性氣體保護(hù)下熔化，再添加入所述合金熔液；將所述合金熔液冷卻并拉伸成鐵鉻鋁合金絲。實(shí)施例3一種耐高溫鐵鉻鋁合金，其按質(zhì)量百分比計，主要成分為：Si0.03%、Cu1%、Mn2%、Mg1.7%、Nb0.8%、Ni2%、Sb0.03%、Cr15%、Al5%、余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。上述鐵鉻鋁合金的制備方法，包括如下步驟：依據(jù)合金的各個成分質(zhì)量百分比進(jìn)行配料，將鐵、鉻和鋁投入熔化爐中進(jìn)行溶化作業(yè)，溫度控制在5000-6000℃；產(chǎn)生合金熔液后，溫度控制在3500-4000℃在熔化爐外將待添加的其余元素金屬在惰性氣體保護(hù)下熔化，再添加入所述合金熔液；將所述合金熔液冷卻并拉伸成鐵鉻鋁合金絲。實(shí)施例4一種耐高溫鐵鉻鋁合金，其按質(zhì)量百分比計，主要成分為：Si0.05%、Cu0.5-1%、Mn2%、Mg2%、Nb0.9%、Ni1%、Sb0.06%、Cr13%、Al4%、余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。上述鐵鉻鋁合金的制備方法，包括如下步驟：依據(jù)合金的各個成分質(zhì)量百分比進(jìn)行配料，將鐵、鉻和鋁投入熔化爐中進(jìn)行溶化作業(yè)，溫度控制在5000-6000℃；產(chǎn)生合金熔液后，溫度控制在3500-4000℃在熔化爐外將待添加的其余元素金屬在惰性氣體保護(hù)下熔化，再添加入所述合金熔液；將所述合金熔液冷卻并拉伸成鐵鉻鋁合金絲。對上述實(shí)施例1-4中的耐高溫鐵鉻鋁合金進(jìn)行力學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，其抗拉強(qiáng)度可達(dá)到400MPa，延伸率≥20%。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種耐高溫鐵鉻鋁合金，其特征在于，按質(zhì)量百分比計分為四種不同的合金，具體為：0Cr20Al3、0Cr19Al3、0Cr15Al5、0Cr13Al4。/n

【技術(shù)特征摘要】
1.一種耐高溫鐵鉻鋁合金，其特征在于，按質(zhì)量百分比計分為四種不同的合金，具體為：0Cr20Al3、0Cr19Al3、0Cr15Al5、0Cr13Al4。


2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種耐高溫鐵鉻鋁合金，其特征在于，所述0Cr20Al3主要成分為：Si0.03-0.05%、Cu0.5-1%、Mn0.5-1%、Mg1-2%、Nb0.5-1%、Ni1-2%、Sb0.03-0.06%、Cr20%、Al3%、余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。


3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種耐高溫鐵鉻鋁合金，其特征在于，所述0Cr19Al3主要成分為：Si0.03-0.05%、Cu0.5-1%、Mn0.5-1%、Mg1-2%、Nb0.5-1%、Ni1-2%、Sb0.03-0.06%、Cr19%、Al3%、余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。


4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種耐高溫鐵鉻鋁合金，其特征在于，所述0Cr15Al5主要成分為：Si0.03-0.05%、Cu0.5-1%、Mn2%、Mg1-2%、Nb0.5-1%、Ni1-2%、Sb0.03-0....

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：莊錫龍，
申請(專利權(quán))人：丹陽盛龍電熱化工有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32