[发明专利]大规格Ni-Cr电热合金坯料及热加工方法

说明书

本发明公开了一种大规格Ni‑Cr电热合金坯料及热加工方法，属于冶金生产工艺技术领域。提供一种成品质量相对较高，显著减少后续使用成本的大规格Ni‑Cr电热合金坯料及热加工方法。所述的大规格Ni‑Cr电热合金坯料为包含有下述重量份组分的高温合金坯料，所述的重量份组分为C≤0.05％，Si 0.9‑1.60％，Al≤0.50％，Cr 20.0‑22.0％，Mn≤0.3％，Fe≤1.0％，P≤0.010％，S≤0.010％，Ti≤0.01％，Zr 0.1‑0.25％，Re≤0.2％，余量为Ni及不可避免的杂质，其中，成品高温合金材料的抗拉强度≥760MPa，延伸率≥55％。所述的热加工方法先按上述的重量份组分采用真空感应熔炼+电渣重熔制备单重超过1.2吨的Ni‑Cr电热合金电渣圆锭，然后顺序的对电渣圆锭进行快锻和精锻，最后热轧获得单重超过800kg的材料。

技术领域

本发明涉及一种电热合金坯料，尤其是涉及一种大规格Ni-Cr电热合金坯料，属于冶金生产工艺技术领域。本发明还涉及一种用于所述大规格Ni-Cr电热合金坯料的热加工方法。

背景技术

电热合金是一种利用材料电阻产生焦耳热使电能转换为热能的功能性合金材料，按照化学成分可分为Ni-Cr系、Ni-Cr-Fe系和Fe-Cr-Al系合金三大类。其中，Ni-Cr系电热合金是一种常用的中温高稳定性的电热合金，其使用温度主要在800-1200℃。其具有高温强度高、无高温脆性、电阻性能稳定等诸多优点，常用于制备大功率工业电炉用加热器件，如海绵钛生产企业的蒸馏炉及还原炉等。大功率电炉用电热器件通常单重大，质量要求高。部分大功率电炉用的电热器件单个重量超过50kg。受关键技术及装备能力的限制，目前国内大部分电热合金企业生产Ni-Cr电热合金坯料单重均低于此重量，生产时常采用焊接的方式进行拼接，长期的应用证明，焊接区域的使用寿命远低于普通区域，极大地增加了产品的后期维护难度。因此，高质量大规格Ni-Cr电热合金坯料的生产制备具有极为重要的价值，而其中大规格Ni-Cr电热合金坯料热加工方法及工艺的突破是一个亟待解决的问题。

再加上Ni-Cr系电热合金常用于制作需要高稳定性及较高的高温强度的苛刻性条件下使用的电热元件。我国专业生产Ni-Cr系电热合金的厂家很多，但大部分企业规模较小，技术储备能力不足，导致产品质量参差不齐，如Cr20Ni80合金的使用寿命较国外优质进口产品差距明显。

Ni-Cr系电热合金通常为奥氏体单相组织，其具有高温强度高、无高温脆性、电阻性能稳定、热膨胀系数低等一些优点，且冷热加工性能以及焊接性能优良，可加工成多种形状及尺寸的元件，后期维护简单。受关键技术及装备能力的限制，目前国内大部分电热合金企业生产Ni-Cr电热合金坯料单重低于部分大功率电炉用的电热器件重量，生产时常采用焊接的方式进行拼接，降低了电热合金产品的使用寿命，大规格Ni-Cr电热合金坯料热加工方法及工艺的突破是一个亟待解决的问题。

以下是相关文献：

中国专利：侯栋、王德永、胡显军等,一种含锆电热合金及含锆合金的制备方法：中国：CN110172648B[P]，2020.06.16；公开了一种含锆电热合金及含锆合金的制备方法，公开内容显示其电热合金坯料热加工方法主要采用“锻造+热轧”工艺，与本发明采用的路线“快锻+精锻+热轧”存在一定差别。其专利中公开的信息显示，其热加工方法适用于≤200kg的合金坯料的，与本发明适用范围不一致，且其专利中并未公开具体的热加工参数及控制要点。

中国专利：郭陈俊达，一种高电阻镍铬电热合金的生产工艺：中国：CN112063865A[P]，2020.12.11,公开内容显示其电热合金坯料热加工方法主要采用“锻造+热轧”工艺，与本发明采用的路线“快锻+精锻+热轧”存在一定差别。其专利中并未公开具体适用的合金坯料大小，也未公开具体的热加工参数及控制要点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种成品质量相对较高，显著减少后续使用成本的大规格Ni-Cr电热合金坯料。本发明还提供了一种用于所述大规格Ni-Cr电热合金坯料的热加工方法。