[发明专利]一种稀土元素复合添加的Fe-Cr-Al电热合金材料

说明书

本发明提供了一种Fe‑Cr‑Al电热合金材料，包括按质量百分比计的下述组分：La：0.05～0.1％，Ce：0.02～0.05％，Er：0.01‑0.02％，Cr：23‑26％，Al：5‑7％，Ti：0.02‑0.1％，Si≤0.3％，Mn≤0.4％，C+P+S≤0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。本发明提供的技术方案通过加入稀土微量合金化元素来优化合金成分，改善合金的微观组织，得到了在最高使用温度1350℃下，电寿命≥96h的Fe‑Cr‑Al电热合金材料。

【技术领域】

本发明涉及一种合金材料，具体讲涉及一种电热合金材料。

【背景技术】

电热合金是一种利用电阻发热将电能转化为热能的功能性合金材料，这种材料在冶金、机械、石化、电气、建筑、家电等多领域中得到了广泛应用。而铁铬铝电热合金是我国应用最广泛的电热合金，合金的各种规格产品被广泛应用于制造各种中、高温电阻炉的加热元件。但是现有的产品质量参差不齐，特别是产品的寿命远远不能满足实际需要。

经大量研究发现，可以通过优选Fe-Cr-Al系电热合金的元素组成及其配比，及其相应的时效处理改善微观组织，提高合金的电寿命。

【发明内容】

本发明目的在于开发出一种Fe-Cr-Al电热合金材料，在1350℃下使用将其电寿命提升至96h以上。采用加入稀土微量合金化元素优化控制合金成分，改善合金的微观组织，研制出在最高使用温度1350℃下，电寿命≥96h的电热合金材料。

为实施上述目的本发明采用以下技术方案：

一种Fe-Cr-Al电热合金材料，其改进之处在于，所述电热合金材料包括按质量百分比计的下述组分：La：0.05～0.1％，Ce：0.02～0.05％，Er：0.01-0.02％，Cr：23-26％，Al：5-7％，Ti：0.02-0.1％，Si≤0.3％，Mn≤0.4％，C+P+S≤0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。

其中，所述电热合金材料包括按质量百分比计的下述组分：La：0.08～0.1％，Ce：0.02～0.03％，Er：0.01-0.02％，Cr：24-25％，Al：6-6.8％，Ti：0.02-0.08％，Si≤0.3％，Mn≤0.4％，C+P+S≤0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。

其中，所述方法包括：包括如下步骤：熔炼、轧制、退火、表面处理和拉拔。

其中，所述方法包括：包括如下步骤：

熔炼：于纯度为99.5％纯Fe中加入合金元素，所述合金元素以合金元素Cr以Cr-Fe合金的形式加入；经真空度≤1×10^-2Pa，熔炼温度1500-1550℃的熔炼炉熔炼，铸锭；

所述轧制为于1150-1200℃下轧制；

所述退火为800-850℃温度下退火2-2.5h；

所述表面处理包括碱煮酸洗；

所述拉拔为经18道次拉拔电热合金丝。

与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下优异效果：

本发明提供的技术方案中的稀土元素(La，Ce，Er)改善了Fe-Cr-Al合金氧化膜的组成成分，形成的稀土化合物富集在界面层，从而使氧向合金内部的扩散速度得到了减缓，增加了抗氧化能力，同时，由于稀土化合物的形成，延伸部分进入合金基体又起到了“钉扎”作用，增加了合金内部的界面附着力，也可提升合金的抗氧化能力，进而提升了电寿命。

本发明技术方案中的铬元素的主要作用是提高抗介质腐蚀能力，因为Cr含量超过本发明的26％时，容易产生σ相，引起合金脆化，因此本发明的技术方案中将铬元素含量控制在Cr：23-26％的范围内。