Сплав на основе железа для электронагревателей
СПЛАВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА ДЛЯ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЕЙ, содержащий никель , хрЬм, кремний, алюминий, элемент , выбранный из группы, содержащей редкоземельные металлы, и каль t rtrjMM 13 пвд«|. T.w; it:yf,j, IJ ««ЛМОГЕКА ций, о тл ич ающий ся тем, что, с целью уменьшения скорости изменения электросопрЪтивления при 1150°С и повышения срока службы электронагревателей, группа дополнительно содержит иттрий при следу1адем соотношении компонентов, мас.%: 19,5-22,0 Никель 19,0-21,0 Хром 2,0-2,7 Кремний 0,9-1,7 Алюминий Элемент, выбранный из группы, содержащей редкозе-. i мельные металлы 0,02-0,07 и иттрий (Л 0,01-0;05 Кальций Остальное Железо
(I% (t1) СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК Ш С 22 С 38/42
>®re>easy
) " l ЕВП 4).
"" 1) ) Ож»
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPGHOMV GBMQETEJlbGTBY
19t5 22 0
19,0-21,0
2,0-2,7
0,9-1,7
0,02-0,07
0,01-0;05
Остальное
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3467868/22-02 (22) 05.05.82 (46) 30,01.84. Бюл. Р 4 (72) Л. Л. Жуков, И. М. Племянникова, М. Н. Миронова, Д. С. Баркая, Ю. В. Иумков и Е. В. Буцкий (71) Центральный ордена Трудового
Красного Знамени научно-исследовательский институт черной металлургии им. И. П. Бардина (53) 669.15(088.8) (56) 1. Патент ФРГ Р 1238675, кл. С 22 С 38/40, 1968.
2. Авторское свидетельство СССР
Р 423876, кл. С 22 С 38/42, 1972. (54) (571 СПЛАВ HA ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА ДЛЯ
ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЕЙ, содержаций никель, хром, кремний, алюминий, элемент, выбранный из группы, содержашей редкоземельные металлы, и каль ций, отличающийся тем, что, с целью уменьшения скорости изменения электросопротивления при
1150 С и повышения срока службы электронагревателей, группа дополнительно содержит иттрий при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:
Никель
Хром
Кремний
Алюминий
Элемент, выбранный иэ группы, содержащей редкозе" мельные металлы и иттрий
Кальций
Железо
1070202
17-22
17-20
0 35-1,0
3,1-6,0
0,03
0 05-0,2
0 35-1,0
0,4-1,5
0,06-0,2
Остальное
19,5-22,0
19,0-21,0
2,0-2,7
Химический состав, мас.Ъ
РЗМ или
Сплав
АЕ
22,0 21,0 2,7 1,7 0,07
20,3 20,1 2,5 1,35 0,035
19,5 19„0 2,0 0,9 0,02
0,05
0,032
Ост °
0,01
Изобретение относится к черной металлургии, s частности к составам прецизионных сплавов на основе железа, содержащих никель и хряк, предназначенных для изготовления электронагревательных элементов, 5
Известен сплав Е13, содержащий, мас.%:
Никель 19,0-22,0
Хром 22,0-25,0
Кремний 1,5-2,5 10
Железо Ост аль ное
Недостатки сплава - высокая ско,рость изменения электросопротивления при работе нагревателей при температурах выше 1050ОС и низкий срок 15 службы нагревателей.
Наиболее близким по составу и достигаемым результатам к предлагаемому является сплав Г2), содержащий, мас.Ъ °
Никель
Хром
Кремний
Алюминий
Церий
Кальций
Марганец
Медь
Углерод
Железо
Недостатками известного сплава являются быетрое изменение электросопротивления и невысокий срок службы нагревателей при 1150 С.
Цель изобретения - уменьшение ско-35 рости изменения электросопротивления при 150 С и повышение срока службы электронагревателей.
Поставленная цель достигается тем, что в сплаве на основе железа для 40 электронагревателей, содержащем никель, хром, кремний алюминий, элемент, выбранный из группы, содержащей редкоземельные металлы, и кальций, группа дополнительно содержит 45 иттрий при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:
Никель
Хром
Кремний
Алюминий 0,9-1,70
Элемент, выбранный иэ группы, содержащей редкоземельные металлы и иттрий 0,02-0,07 .
Кальций 0,01-0,05
Железо Остальное
В качестве примесей сплав содержит мас.%:
Углерод Не более
Марганец Не более
Сера Не более 0,02 фосфор Не более 0,03
Содержание алюминия в сплаве в количестве 0,9-1,7% обеспечивает равномерное по глубине окисление металла при 1000-1150 С и отсутствие "горячих пятен", что улучшает временную стабильность электросопротивления при высоких температурах. Содержание алюминия более 1,7Ъ приводит к ухудшению технологической пластичности при холодном переделе металла на проволоку и ленту.
Содержание кремния в количестве
2,0-2,7Ъ обеспечивает образование в окалине прослойки из двуокиси кремния, улучшающей ее защитные свойства.
При меньшем его содержании. прослойки не образуется, что приводит к резкому снижению срока службы нагревателей. Содержание кремния более 2,7% приводит к потере технологической пластичности при горячей .дЕформации в результате образования более чем
15Ъ д -феррита.
Содержание редкоземельных металлов или иттрия в количестве 0,020,07% улучшает морфологию окалины, приводя в присутствии алюминия к повышению концентрации окислов кремния на границе металл — окалина.
Благодаря этому тормозится диффузия кислорода в сплав и обеспечивается длительное постоянство поперечного сечения изготовленного из сплава нагревателя в процессе работы при температурах до 1150 С.
В табл. 1 представлен химический состав сплавов, а в табл. 2 - свойства нагревателей, изготовленных из. сплавов указанных составов..
Таблица 1
10+0202
Таблица 2
Относительное удлинение, Ф
Удельное электросопротивление, мкОм-м, при ot." живучесть при 1175 С, Скорость изменения электросопротивления, %/ч при С
Сплав
1100
1150!
1,06
1,38
40 3
2160
1890
1,02
1,33
1415
1,27
0,98
23,3
1340
1,03
Известный волит осуществить замену высоконикелевого сплава Х20Н80 для нагревателей в действующем электротермическом оборудовании.
Экономический эффект от замены в электронагревателях известного сплава на предлагаемый за счет экономии никеля составит 2800 руб./т. !
Составитель В; Муравьев
Редактор A. Курах Техред С.Мигунова Корректор В. Гирняк
Тираж 603 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
1 1 30 3 5, Москва, Ж-35, Раушакая наб ., д. 4/5
Заказ 11649/28
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
О, 009,3
0,0106
0,0140
0 0150
Предлагаемый экономно легированный никелем сплав обладает более высокой технологической пластичностью, имеет меньыую скорость изменения электросопротивления в процессе работы при 1150ОС, что позволяет увеличить срок службы нагревателей в 1,1-1,6 раз.
Достигаемый уровень свойств позСрок службы нагревателя, ч-3 мм, при С
