[发明专利]一种沉淀硬化型因瓦合金及其加工方法

说明书

本发明公开一种沉淀硬化型因瓦合金及其加工方法，一方面，本发明提供高强度因瓦合金，为使材料既保持低膨胀特性，又提高材料强度，满足架空输电线使用要求，对主要功能性元素镍元素和铝元素及其配比进行调整、优选，镍和铝的含量：满足37.5≥Ni‑6.5×Al≥34.5％；另一方面，本发明提供了高强度因瓦合金制备方法，包括：冶炼、轧制开坯、线材轧制、热处理、冷拔和最终热处理。本发明与现有技术比较具有如下技术优势：本发明从因瓦合金的低膨胀特性的物理机理出发，对主要功能性元素镍元素和铝元素的配比进行优化、调整，使其保持低膨胀特性，并提高材料强度；从而极大提高了因瓦合金的强度，使其力学性能满足架空输电线使用要求。

技术领域

本发明涉及沉淀硬化型合金技术领域，具体涉及一种沉淀硬化型因瓦合金及其加工方法。

背景技术

因瓦合金的膨胀系数为普通碳钢的十分之一，广泛应用于模具制造业、电子工业，是工业化建设不可或缺的一类极其重要的材料。但是由于因瓦合金强度低，从而限制其应用领域的进一步拓展。如在电力工程中，为使输电容量进一步提升，要求架空输电线垂度减小，这就要求一种热膨胀系数小、强度高材料来制造架空输电线。

发明内容

本发明公开一种沉淀硬化型因瓦合金及其加工方法，制造一种高强度因瓦合金，其力学性能满足架空输电线使用要求，针对以上需求，设计其化学成分及要求，并提供其加工方法。

具体技术方案如下：

1.高强度因瓦合金，

按质量百分比由如下元素组成：碳不大于0.1、硅不大于1.0、磷不大于0.02、硫不大于0.01、镍：36.5～45.0、铝：0.5～1.5，余量铁和不可避免的杂质；镍和铝的含量：满足37.5≥Ni-6.5×Al≥34.5％。

高强度因瓦合金的力学性能：抗拉强度不小于1300Mpa，断后伸长率不小于3％。

高强度因瓦合金的20℃～230℃线膨胀系数(α)不大于3.0×10^-6(1/℃)，230℃～290℃线膨胀系数(α)不大于10.8×10^-6(1/℃)。

2.高强度因瓦合金加工方法：

本发明的方法除下述内容之外，其余均采用本领域的常规方法和装置，冶炼采用本领域内的常规方法，根据实际情况能够合理的选择具体的工艺步骤和参数；

轧制开坯：坯料加热温度控制在1030℃～1160℃，终轧温度不低于850℃，对坯料进行表面修磨，经检查无肉眼可见缺陷；

线材轧制：将经过轧制开坯的坯料轧制成线材，轧制时，坯料加热温度控制在1030℃～1160℃，吐丝温度不低于850℃，穿水冷却，得到轧制线材；

热处理：对轧制线材进行固溶热处理和时效热处理；其中，固溶热处理时，固溶热处理温度900℃～1100℃，保温时间30min～60min，然后水冷、炉冷或空冷；时效热处理时，时效温度是450℃～700℃，保温时间是1h～8h，然后水冷、炉冷或空冷；

冷拔：减面率大于30％；

最终热处理：对冷拔材时效热处理，时效温度是450℃～700℃，保温时间是1h～8h，然后水冷、炉冷或空冷。

本发明发明点分析：

一方面，本发明提供了一种高强度因瓦合金，包括按照重量百分比计的如下元素：碳不大于0.1、硅不大于1.0、磷不大于0.02、硫不大于0.01、镍：36.5～45.0、铝：0.5～1.5，余量铁和不可避免的杂质；为使材料既保持低膨胀特性，又提高材料强度，满足架空输电线使用要求，对主要功能性元素镍元素和铝元素及其配比进行调整、优选，镍和铝的含量：满足37.5≥Ni-6.5×Al≥34.5％。