铁－铬－铝合金的制作方法

专利名称：铁－铬－铝合金的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有高的使用寿命的熔融冶金学制备的铁-铬-铝-合金。
这种类型的合金被用于制备电加热元件和催化剂载体。这些材料形成紧密的粘着氧化铝层，保护它们在高温(例如直到1400℃)免受破坏。这种保护通过加入所谓的反应性元素如例如Ca，Ce，La，Y，Zr，Hf，Ti，Nb，W而得到改善，这些元素特别改善氧化层的粘附性和/或减小层生长，如例如在″Ralf Bürgel，Handbuch derHochtemperatur-Werkstofftechnik，Vieweg Verlag，Braunschweig1998″，从第274页开始所描述的。
氧化铝层保护金属材料免受快速氧化。在此过程中氧化铝层自己会生长，尽管很缓慢。这一生长的发生会消耗材料中的铝含量。如果不再有铝存在的话，则会生成其它氧化物(氧化铬和氧化铁)，材料中的金属含量很快地消耗和材料由于破坏性腐蚀而失效。直到失效的时间定义为使用寿命。提高铝含量可以延长使用寿命。
从WO 02/20197已知特别是用于电热元件的铁氧体的不锈钢合金。该合金通过粉末冶金学制备的FeCrAl-合金构成，该合金包含(以质量％计)少于0.02％C，≤0.5％Si，≤0.2％Mn，10.0-40.0％Cr，≤0.6％Ni，≤0.01％Cu，2.0-10.0％Al，一种或多种来自活性元素组如Sc，Y，La，Ce，Ti，Zr，Hf，V，Nb，Ta的元素，其含量为0.1-1.0％，余量铁以及无法避免的杂质。
在DE-A19928842中，描述了一种合金，含有(以质量％计)16-22％Cr，6-10％Al并加入0.02-1.0％Si，最多0.5％Mn，0.02-0.1％Hf，0.02-0.1％Y，0.001-0.01％Mg，最多0.02％Ti，最多0.03％Zr，最多0.02％SE，最多0.1％Sr，最多0.1％Ca，最多0.5％Cu，最多0.1％V，最多0.1％Ta，最多0.1％Nb，最多0.03％C，最多0.01％N，最多0.01％B，余量铁以及熔炼时带入的杂质，该合金用于作为废气催化剂的载体膜，用作为电热元件，用作为工业炉构造的构件和用于气体燃烧器中。
在EP-B0387670中，描述了一种合金，含有(以质量％计)20-25％Cr，5-8％Al并加入0.03-0.08％钇，0.004-0.008％氮，0.020-0.040％碳，以及大约相同份数的0.035-0.07％Ti和0.035-0.07％锆，和最多0.01％磷，最多0.01％镁，最多0.5％锰，最多0.005％硫，余量铁，其中Ti和Zr的含量总数为C和N以及熔炼时带入的杂质的含量百分总数的1.75-3.5％倍。Ti和Zr可以完全或部分地被铪和/或钽或钒代替。
在EP-B0290719中，描述了一种合金，含有(以质量％计)12-30％Cr，3.5-8％Al，0.008-0.10％碳，最多0.8％硅，0.10-0.4％锰，最多0.035％磷，最多0.020％硫，0.1-1.0％钼，最多1％镍，并添加0.010-1.0％锆，0.003-0.3％钛和0.003-0.3％氮，钾加上镁为0.005-0.05％，以及0.003-0.80％的稀土金属，0.5％的镍，余量铁和常见的伴生元素，该合金例如用作用于电加热炉的电热元件的金属丝和用作热负荷部件的构造材料以及用作制备催化剂载体的膜。
在US 4,277,374中，描述了一种合金，含有(以质量％计)最高26％铬，1-8％铝，0.02-2％铪，最高0.3％钇，最高0.1％碳，最高2％硅，余量铁，其中优选的范围是12-22％铬和3-6％铝，该合金用作为制备催化剂载体的膜。
在US-A4,414,023中一种已知钢，含有(以质量％计)8.0-25.0％Cr，3.0-8.0％Al，0.002-0.06％稀土金属，最多4.0％Si，0.06-1.0％Mn，0.035-0.07％Ti，0.035-0.07％Zr，包括不可避免的杂质。
I.Gurrappa，S.Weinbruch，D.Naumenko，W.J.Quadakkers在Materials and Corrosions 51(2000)，第224-235页中的一篇文章描述了一种铁-铬-铝合金的使用寿命的具体模型。在其中说明了一个模型，铁-铬-铝合金的使用寿命与铝含量和试样形状有关，其中在该式中可能的偏离(Abplatzung)还没有被考虑
tB=[4,4×10-3×(C0-CB)×ρ·fk]1n]]>其中 tB＝使用寿命，定义为直到出现不是氧化铝的其它氧化物的时间，C0＝氧化开始时的铝浓度，CB＝出现不是氧化铝的其它氧化物时的铝浓度，ρ＝金属合金的比重，k＝氧化速率常数，n＝氧化速率指数。
在考虑偏离的情况下，对于厚度d(f≈d)的宽度和长度无边的平面试样来说给出下列式子tB=4,4×10-3×(C0-CB)×ρ×d×k-1n×(Δm*)1n-1]]>其中Δm*是偏离开始时的临界重量变化。
两个式子都表示，使用寿命随着铝含量的降低和表面积与体积比的增大(或者小的试样厚度)而下降。在该文章中没有考虑温度周期的影响，如例如在J.P.Wilber，M.J.Bennett和J.R.Nicholls的″The effect of thermal cycling on the mechanical failure ofalumina scales formed on commercial FeCrAI-RE alloys中，在Proc.ofInt. Conf. on Cyclic Oxidation of High TemperatureMaterials″，1999年2月，Frankfurt am Main，Germany，Editors M.Schütze and W.J.Quadakkers，第133-147(1999)页中对于周期时间为1h-290h所描述的，其中在该工作中仅仅在出现偏离时才有影响。
另外，在V.K.TolPygo，D.R.Clarke，″Spalling failure ofα-alumina films grown by oxidationI. Dependence on coolingrate and metal thickness，Materials science and engineering″，A278第142-150(2000)页中，描述了周期时间和冷却速度的影响。特别地，这两篇文章表明，短的加热时间、短的冷却时间和在高温下只有短的停留时间会严重缩短使用寿命。
在下面使用温度周期定义了加热时间、温度下的停留时间、冷却时间和直到再次加热的等待时间的组合。包括短的加热时间、短的冷却时间和在高温下只有短的停留时间的温度周期在下面叫做短暂和快速温度周期。它还包括例如总时间在几秒到几分钟范围内的温度周期，其中用总时间称呼加热时间、温度下的停留时间、冷却时间和直到开始下一次加热的等待时间的总和。
由薄膜(例如大约30-100μm厚度和宽度在一或几毫米范围)组成的电热元件显示出大的表面积体积比。当想要实现快速加热和冷却时间时，正如例如在Ceran场所中使用的电热元件所要求的，以便使加热变得快速明显和类似于气体蒸煮器实现快速加热，这将是有利的。但同时，大的表面积体积比对于电热元件的使用寿命是不利的(见上)。另外，在这种应用中，温度必须限制低于玻璃，以保护其免受损坏，这可以通过重复的短时间地断开电流而实现。两者都有电热元件受到短加热时间和快速冷却以及仅仅短暂的停留时间的负担的后果，如上所述，这会进一步降低使用寿命。
在以前提及的出版文献中没有一个特别地从温度周期的这种效果出发，也就是说，上述合金都没有在这一方面进行开发。
从上述现有技术中已知的是，少量添加Y，Zr，Ti，Hf，Ce，La，Nb，W就会对FeCrAl-合金的使用寿命产生巨大影响。
根据J.Klwer，Materials and Corrosion 51(2000)，373-385页，添加不可以太大，因为否则的话会出现升高的氧化速率，这意味着升高的铝消耗和从而缩短的使用寿命。例如向含有20％Cr，7％铝和0.01％钇的铁-铬-铝-合金仅添加0.11％的铪就会影响这种升高的氧化速率。在提及的文章中由于过多地添加反应性元素引起的升高的氧化速率的其它例子是含有18.8％Cr，7％Al并添加由0.11％Y的铁-铬-铝合金或者是含有20％Cr，7％Al并添加有0.04％钇，0.05％Zr和0.05％Ti的铁-铬-铝合金。在此情况下，由于过多地加入反应性元素而出现升高的氧化速率的范围随着铝含量而移动。因此，根据J.Klwer，Materials and Corrosion 51(2000)，73-385页，在含有20％Cr，7％Al和0.05％Y的铁-铬-铝-合金中0.04％Zr已经引起升高的氧化速率。但在含有20％Cr，5.5％Al和0.05％Y和0.05％Hf的铁-铬-铝-合金中同样量的Zr(J.Klwer，A.Kolb-Telieps，MBredeBode，H.(Ed.)Metal-Supported Automotive Catalytic Converters，DGMInformationsgesellschaft，Oberursel，1997，第33页及以下页)没有造成升高的氧化速率。在J.Klwer，Materials and Corrosion51(2000)，第373-385页和J.Klwer，A.Kolb-Telieps，M Bredein Bode，H.(Ed.)Metal-Supported Automotive CatalyticConverters，DGM Informationsgesellschaft，Oberursel，1997，第33页及以下页中的所有研究是在炉中采用100h或96h的周期进行的，这是一个很长的周期。
本发明基于的任务是，提供一种铁-铬-铝合金，该合金相比于迄今使用的铁-铬-铝合金具有高的使用寿命，特别是用于具有大的表面积体积比或者是小的带材厚度的构件。
该任务通过一种熔融冶金学制备的具有高的使用寿命的铁-铬-铝-合金而解决，该合金含有(以质量％计)4-8％Al，16-24％Cr并加入0.05-1％Si，0.001-0.5％Mn，0.02-0.2％Y和0.1-0.3％Zr和/或0.02-0.2％Hf，0.003-0.05％C，0.0002-0.05％Mg，0.0002-0.05％Ca，最多0.04％N，最多0.04％P，最多0.01％S，最多0.5％Cu和常规的熔炼时带入的杂质，余量铁。
本发明合金有利的进一步构成是在从属权利要求中得到。
另外，元素Hf可以通过元素Sc和/或Ti和/或V和/或Nb和/或Ta和/或La和/或Ce中的至少一种完全或部分地代替，其中在部分代替的情况下，可以考虑0.02和0.15质量％的范围。
有利地，根据本发明的含有(以质量％计)最多0.02％N，最多0.02％P以及最多0.005％S的合金被熔融。
在根据Corrosion 51(2000)和DGM Informationsgesellschaft的现有技术中，所有的研究都是在炉中使用100h或者96h的周期进行的，这是很长的周期。
令人意外地，在使用很短的周期进行试验时表明，降低的使用寿命和同时表示升高的氧化速率的范围在此完全是另一回事。例如，对于本发明的铁-铬-铝合金，该合金以至少0.1％Zr和至少0.02％Y，在炉中在上述的100h或96h的周期中根据J.Klwer，Materials andCorrosion 51(2000)，第373-385页已经显示出升高的氧化速率和因此缩短的使用寿命，在对具有小的表面积体积比的金属丝的使用寿命试验中以2min″开始″和15s″结束″的短周期显示出一个位于根据现有技术的合金的使用寿命的变化区间上端处的使用寿命。当在使用寿命试验中转向具有一个很大的表面积体积比和15s″开始″和5s″结束″很短的周期的50μm的膜时，该区别是还要严重的。
优选的Fe-Cr-Al-合金表现出下列组成(以质量％计)Al5-6％ 5-6％Cr18-22％ 18-22％Si0.05-0.7％0.05-0.7％Mn0.001-0.4％ 0.001-0.4％Y 0.03-0.1％0.03-0.1％Zr0.15-0.25％Hf0.02-0.15％ 0.02-0.15％C 0.003-0.03％ 0.003-0.3％Mg0.0002-0.03％ 0.0002-0.03％Ca0.0002-0.03％ 0.0002-0.03％N 最多0.04％最多0.04％P 最多0.04％最多0.04％S 最多0.01％最多0.01％Cu最多0.5％ 最多0.5％根据使用情形，下列元素在其扩展区间内可以如下调节Hf0.03-0.11％
C 0.003-0.025％Mg0.0002-0.01％Ca0.0002-0.01％根据本发明的合金优选可用于电加热元件，特别是具有短的加热和冷却时间、短的温度保留时间和短的直到再次加热开始时的等待时间。
根据本发明的合金也可用于要求高的形状稳定性或小的下陷性的加热元件。
根据本发明的合金同样可以使用在由厚度为20-100μm的膜制成的电热元件中。
优选的还有作为电热元件合金用于蒸煮领域。
最后，同样存在将本发明的合金用于炉构造中的可能性。
进一步的优选可使用的合金领域是在相应的从属权利要求中说明。
本发明的细节和优点在下面的实施例中进一步说明。
在表1中，列举了实验室规模熔炼的铁-铬-铝-合金L1-L8和E1-E6以及大工业规模熔炼的合金G1-G3。对于实验室规模熔炼的合金，从浇铸成钢锭的材料借助于热变型和冷变型以及合适的中间退火制成金属丝和50μm厚的膜。薄膜切成6mm宽的条。对于大工业规模熔炼的合金，从大工业的制品取出带材厚度50μm的试样并在必要时切成大约6mm的合适宽度。
对于金属丝形式的电热元件，与例如具有下列条件的材料相互比较，加速的使用寿命试验是可能的和常见的电热元件使用寿命试验对直径0.40mm、制成12匝的线圈直径4mm和线圈长度50mm的金属丝线圈的金属丝进行。金属丝线圈固定在2个电流引线之间并通过施加电压而加热直到1200℃。在1200℃的加热分别进行2分钟，然后切断电流供应15秒钟。在使用寿命结束时由于剩余截面熔断而金属丝失效。
对膜条带进行类似的使用寿命试验。在此50μm厚和6mm宽的膜条带固定在2个电流引线之间并通过施加电压而加热直到1050℃。在1050℃的加热分别进行15秒钟，然后切断电流供应5秒钟。在使用寿命结束时由于剩余截面熔断而膜失效。
在两个试验中所述金属丝或膜处于所述温度而没有间断时间的总时间称作使用寿命。温度在使用寿命试验期间使用光学高温表测量并在必要时校准到额定温度。
使用寿命试验的结果列入表1中。表中给出的平均值分别是至少3个试样的平均值。
在金属丝的使用寿命试验中，线圈在开始时水平固定。在使用寿命试验的过程中，线圈下沉。下沉量(下陷)越小，材料的形状稳定性越大。大的形状稳定性是一个有利的工业性能，因为这意味着由该材料制成的部件在较高温度下使用期间显示小的形状变化。
大工业规模熔炼的合金G1和G2以及实验室规模熔炼的合金L2表明了一种铁-铬-铝合金，它含有(以质量％计)大约20％Cr，大约5％Al并添加0.04-0.07％Y，0.04-0.07％Zr和0.04-0.05％Ti，碳含量为0.033-0.037％，Si含量为0.15-0.34％，Mn含量为大约0.24％和少量的N，S，Ce，La，Pr，Ne，P，Mg，Ca，如表1中根据现有技术所述的。L2的0.4mm厚的金属丝在1200℃下在120s″开始″和15s″结束″的周期时的使用寿命用作参考并设定为100％。
50μm厚的膜在1050℃和在15s″开始″和5s″结束″的周期时的使用寿命为实验室批次L1的使用寿命的102-124％。大工业规模熔炼的合金G3显示了一种铁-铬-铝合金，它含有大约20％Cr，大约5％Al并添加0.06％Y，0.04％Zr，0.02％Hf，碳含量为0.029％，Si含量为0.28％，Mn含量为0.20％和少量的P，Mg，Ca，如表1中根据现有技术所述的。50μm厚的膜在1050℃和在15s″开始″和5s″结束″的周期时的使用寿命为实验室批次L1的使用寿命的148％。因此，根据现有技术的合金对50μm厚的膜在1050℃和在15s″开始″和5s″结束″周期下的使用寿命试验中具有的值为L1的大约100％-大约150％。
对于实验室批次L1和L3-L8，改变Si，C，Zr，Ti和Hf的含量。没有变化的是Mn的含量，它在所有的实验室熔体中都是0.24-0.28％，和少量掺入的P，Mg，Ca，Ce，La，Pr，Ne，如表1中所述的。在该过程中，对于0.4mm厚的金属丝在1200℃和在120s ″开始″和15s″结束″的周期的使用寿命试验中，含有0.03％Y，0.04％Zr和0.02％Hf和碳含量为0.007％和Si含量为0.35％的变体L1显示出116％的真正高的使用寿命。仅具有Y的添加量为0.06％或0.05％和碳含量为0.002或0.031％和Si含量为0.34或0.35％的变体L3和L7在对金属丝的试验中仅具有41％或51％的使用寿命。添加有0.04或0.05％Y和0.05或0.014％Zr和碳含量为0.002或0.003％和Si含量为0.33或0.35％的变体L4和L5具有79％或86％的使用寿命，尽管好于L3和L7的使用寿命，但还达不到L2或L1的使用寿命。添加有0.05％Y和0.05％Hf和碳含量为0.010％和Si含量为0.36％的变体L6具有85％的使用寿命，尽管同样好于L3和L7的使用寿命，但还达不到L2或L1的使用寿命。实验室批次L8中添加有0.05％Y，0.21％Zr和0.11％Ti和碳含量为0.018％和Si含量只有0.02％。对于在炉中具有例如100h或96h的长周期的使用寿命试验，由于Zr和Ti的高含量，根据J.Klwer，Materialsand Corrosion 51(2000)，第373-385页，这已经是处于升高的氧化速率的浓度范围。尽管如此，它在金属丝的电热元件使用寿命试验中显示出105％的使用寿命，因此位于L1和L2之间。
在炉中使用例如100h或96h的长周期的使用寿命试验时同样处于升高的氧化速率范围内的是根据本发明的合金E1，它具有0.05％Y，0.18％Zr，0.04％Hf，0.006％C和0.35％Si，和合金E2，它具有0.03％Y，0.20％Zr，0.11％Ti代替铪，0.020％C和0.61％Si。两种合金在对金属丝的电热元件使用寿命试验中都具有对于E2为96％和对于E1甚至为118％的好的使用寿命。因此，对于实验室熔体有下列的使用寿命分级(分别以产生的使用寿命进行分类)顶尖组E1，L1，L8，L2，E2，特征是添加有Y和Zr以及此外添加有Ti或Hf。
中等使用寿命L5，L6，L4，特征是添加有Y和Zr或Y和Hf。
差等使用寿命L7，L3，特征是仅添加有Y。
这符合现有技术中的知识和经验。合金L2例如相应于根据现有技术的大工业规模熔炼的合金G1和G2。
当对50μm厚的膜在1050℃和在15s″开始″和5s″结束″的周期观察电热元件使用寿命试验时，该情形看起来稍有不同在对金属丝的试验中显示出差等使用寿命的合金L3和L7显示出为L1的94％和110％的使用寿命，这处于根据现有技术的合金的使用寿命范围内。在对金属丝的试验中显示出中等使用寿命的合金L5，L6，L4显示出为L1的145％或113％的使用寿命，这同样地处于根据现有技术的合金的使用寿命范围内。在对金属丝的试验中处于顶尖组的合金L1和L2显示出为L1的100％或125％的使用寿命，合金L8显示出为L1的140％的良好使用寿命，处于根据现有技术的合金的使用寿命范围内。
令人意外地，所述的根据本发明的合金E1和E2在升高的氧化速率范围内在炉中使用例如100h或96h的长周期的使用寿命试验中显示出很高的使用寿命对于E1为具有256％的远远超出所有其它合金的值和对于E2为171％，这表明明显超出根据现有技术的合金的使用寿命范围。表现出类似的令人意外的高使用寿命的是根据本发明的合金E3以201％和含有0.05％Y，0.21％Zr，0.021％C和0.19％Si，和E4以227％和含有0.07％Y，023％Zr，0.07％Ti，0.014％C和0.19％Si，和E5以249％和含有0.07％Y，0.22％Zr，0.07％Hf，0.018％C和0.20％Si，和E6以283％和含有0.05％Y，0.17％Zr，0.05％Hf，0.016％C和0.19％Si。
因此具有下列分级使用寿命大于L1的170％的顶尖组E1-E6，其特征为添加有Y和Zr和/或Hf和/或Ti，在升高的氧化速率范围内在炉中使用例如100h或96h的长周期的使用寿命试验中和碳含量为0.003-0.025％和Si含量为大于0.05％。
使用寿命在L1的大约100％-150％范围内的组，这相当于现有技术G3，L5，L8，L2，G2，L4，L6，G1，L1，L7，L3，其特征为少量添加Y和Zr和/或Hf和/或Ti，在升高的氧化速率范围之外，在炉中使用例如100h或96h的长周期的使用寿命试验中或在L8的情况下特征为过少的Si含量以及同时添加Y，Zr和Hf，在升高的氧化速率范围内。
在对于用途重要的在50h燃烧期间作为以mm计的线圈下陷测量的形状稳定性方面，根据本发明的合金E1，E2和L8以在5-7mm之间的值处于顶尖组，与之相比，根据现有技术的其它合金L1-L7具有在17-19mm之间的值。因此根据本发明的合金还具有高形状稳定性的优点。
本发明要求的界限具体地原因如下需要至少0.02％Y的含量，以获得Y提高氧化稳定性的效果。其上限由于成本因素而设定为0.2质量％。
需要至少0.1％Zr的含量，以在短的和快速的温度周期中达到高的使用寿命的范围。其上限由于成本因素而设定为0.3质量％Zr。
需要至少0.02％Hf的含量，以获得Hf提高氧化稳定性的效果。其上限由于成本因素而设定为0.2质量％Hf。
需要至少0.02％Ti的含量，以获得Ti提高氧化稳定性的效果。其上限由于成本因素而设定为0.2质量％Ti。
碳含量应该为0.003％-0.05％，以保证加工性。
氮含量应该最大为0.04％，以便避免形成使加工性困难的氮化物。
磷和硫含量应该保持尽可能地小，因为这种界面活性的元素会损坏氧化稳定性。因此确定最多0.04％P和最多0.01％S。
在16和24质量％之间的铬含量对使用寿命不会产生决定性影响，如在J.Klwer，Materials and Corrosion 51(2000)，第373-385页可读到的。但是，一定的铬含量是需要的，因为铬有助于形成特别稳定的和保护性的α-Al2O3层。从大约16％开始，这就可保证。因此其下限为16％。＞24％的铬含量使合金的加工性变得困难。
根据本发明的合金的铝含量应该为4-8％。大约4％铝根据″Handbuch der Hochtemperatur-Werkstofftechnik，Ralf Bürgel，Vieweg Verlag，Braunschweig 1998″第272页图5.13是需要的，以便形成封闭的α-Al2O3层。高于8％的Al含量会损害加工性。
根据J.Klwer，Materials and Corrosion 51(2000)，第373-385页，添加Si由于改善了覆盖层的粘结性而提高了使用寿命。因此至少0.05质量％的硅含量是必须的。过高的Si含量会使加工性变困难。因此其上限为1％。
将锰限制到0.5质量％，因为该元素会降低氧化稳定性。同样的也适合于铜。
镁和钾含量调节到0.0002-0.05质量％的展开范围。
表权利要求
1.具有高的使用寿命的铁-铬-铝合金，含有(以质量％计)4-8％Al和16-24％Cr并添加0.05-1％Si，0.001-0.5％Mn，0.02-0.2％Y，0.1-0.3％Zr和/或0.02-0.2％Hf，0.003-0.05％C，0.0002-0.05％Mg，0.0002-0.05％Ca，最多0.04％N，最多0.04％P，最多0.01％S，最多0.5％Cu和常规的熔炼时带入的杂质，余量铁。
2.根据权利要求1的铁-铬-铝合金，含有(以质量％计)5-6％Al，18-22％Cr并添加0.05-0.7％Si，0.001-0.4％Mn，0.03-0.1％Y，0.15-0.25％Zr和/或0.02-0.15％Hf，0.003-0.03％C，0.0002-0.03％Mg，0.0002-0.03％Ca，最多0.04％N，最多0.04％P，最多0.01％S，最多0.5％Cu和常规的熔炼时带入的杂质，余量铁。
3.根据权利要求1或2之一的铁-铬-铝合金，含有(以质量％计)5-6％Al，18-22％Cr并添加0.05-0.7％Si，0.001-0.4％Mn，0.03-0.08％Y，0.15-0.25％Zr和/或0.03-0.11％Hf，0.003-0.025％C，0.0002-0.01％Mg，0.0002-0.01％Ca，最多0.04％N，最多0.04％P，最多0.01％S，最多0.5％Cu和常规的熔炼时带入的杂质，余量铁。
4.根据权利要求1-3之一的铁-铬-铝合金，含有(以质量％计)5-6％Al，18-22％Cr并添加0.05-0.7％Si，0.001-0.4％Mn，0.03-0.08％Y，0.15-0.25％Zr和/或0.03-0.08％Hf，0.003-0.025％C，0.002-0.01％Mg，0.0002-0.01％Ca，最多0.04％N，最多0.04％P，最多0.01％S，最多0.5％Cu和常规的熔炼时带入的杂质，余量铁。
5.根据权利要求1-4之一的铁-铬-铝合金，其中Hf完全被至少一种元素Sc和/或Ti和/或V和/或Nb和/或Ta和/或La和/或Ce代替。
6.根据权利要求1-4之一的铁-铬-铝合金，其中Hf部分被(以质量％计)0.01-0.18％至少一种元素Sc和/或Ti和/或V和/或Nb和/或Ta和/或La和/或Ce代替。
7.根据权利要求1-6之一的铁-铬-铝合金，其中Hf部分被(以质量％计)0.02-0.15％至少一种元素Sc和/或Ti和/或V和/或Nb和/或Ta和/或La和/或Ce代替。
8.根据权利要求6或7之一的铁-铬-铝合金，其中Hf完全或部分被(以质量％计)0.02-0.11％至少一种元素Sc和/或Ti和/或V和/或Nb和/或Ta和/或La和/或Ce代替。
9.根据权利要求6-8之一的铁-铬-铝合金，其中Hf完全或部分被(以质量％计)0.03-0.07％至少一种元素Sc和/或Ti和/或V和/或Nb和/或Ta和/或La和/或Ce代替。
10.根据权利要求1-9之一的铁-铬-铝合金，含有(以质量％计)最多0.02％N，最多0.02％P和最多0.005％S。
11.根据权利要求1-10之一的铁-铬-铝合金，含有(以质量％计)最多0.01％N，最多0.02％P和最多0.003％S。
12.根据权利要求1-11之一的铁-铬-铝合金，此外含有(以质量％计)最多0.1％Mo和/或0.1％W。
13.根据权利要求1-12之一的铁-铬-铝合金作为用于电加热元件中的合金的用途。
14.根据权利要求1-12之一的铁-铬-铝合金作为用于具有短加热时间和冷却时间、短的温度保留时间和短的直到再次加热开始的等待时间的电加热元件的合金的用途。
15.根据权利要求1-12之一的铁-铬-铝合金作为用于要求高的形状稳定性或小的下陷性的电加热元件中的合金的用途。
16.根据权利要求1-12之一的铁-铬-铝合金作为用于由厚度为20-100μm的膜制成的电热元件中的合金的用途。
17.根据权利要求1-12之一的铁-铬-铝合金作为用于由直径＜6mm的金属丝制成的电热元件中的合金的用途。
18.根据权利要求1-12之一的铁-铬-铝合金作为用于蒸煮场所，特别是ceran蒸煮场所中的电热元件合金的用途。
19.根据权利要求1-12之一的铁-铬-铝合金作为用于炉构造的电热元件合金的用途。
全文摘要
本发明涉及具有高的使用寿命的铁－铬－铝合金，含有(以质量％计)4－8％Al和16－24％Cr并添加0.05－1％Si，0.001－0.5％Mn，0.02－0.2％Y，0.1－0.3％Zr和/或0.02－0.2％Hf，0.003－0.05％C，0.0002－0.05％Mg，0.0002－0.05％Ca，最多0.04％N，最多0.04％P，最多0.01％S，最多0.5％Cu和常规的熔炼时带入的杂质，余量铁。
文档编号C22C38/18GK101090986SQ200580011101
公开日2007年12月19日 申请日期2005年4月23日 优先权日2004年4月28日
发明者H·哈腾多夫, A·科尔布－泰利普斯 申请人:蒂森克鲁普德国联合金属制造有限公司