专利名称：：铁镍铬硅合金的利记博彩app铁镍铬硅合金本发明涉及一种具有改善的使用寿命和形状稳定性的铁镍铬硅合金。具有不同的镍-、铬-、和硅含量的奥氏体铁镍铬硅合金长期以来被用作在直至110(TC的温度范围内的发热体(Heizleiter)。对于作为发热体合金的用途，这种合金组在DIN17470(表1)和ASTMB344-01(表2)中已经标准化。在表3中列出的一系列商业上可提供的合金符合所述标准。近年来镍价格的大大提高催生了下列愿望，即使用具有尽可能低的镍含量的发热体合金或显著提高所用合金的使用寿命。这使得加热元件的制造商或者用具有更低镍含量的合金来替换，或者对顾客解释说较高的价格是因为具有更长的耐久性。—般来说应该注意到，表1和2中给出的合金的使用寿命和使用温度随着镍含量的增加而升高。所有这些合金都形成氧化铬层(&203)，具有位于其下的或多或少封闭的Si02层。少量忝加强亲氧性元素例如Ce、Zr、Th、Ca、Ta(Pfeifer/Thomas，ZunderfesteLegie進gen2.Auflage，SpringerVerlag1963，258和259页)增加了使用寿命，其中在所引用的情况下只检验了单个亲氧元素的影响，而没有关于这类元素的组合做出说明。在使用用于构建保护层的发热体的过程中铬含量被消耗。因此，通过更高的铬含量而延长了使用寿命，因为形成保护层的元素铬的较高含量延迟了Cr含量低于临界限的时间点，并且形成不同于Cr203的其它氧化物，其例如为含铁的氧化物。通过EP-A0531775已知一种具有下列组成(重量％)的耐热可热变形的奥氏体镍合金C0.05-0.15%Si2.5-3.0%Mn0.2-0.5%P最多0.015%S最多0.005%Cr25-30%Fe20-27%Al0.05-0.15%Cr0.001-0.005%SE0.05-0.15%N0.05-0.20%余量的Ni和由熔融导致的杂质。在EP-A0386730中描述了一种具有非常好耐氧化性和耐热性的镍铬铁合金，如对于前述发热体应用所期望的那些，所述合金由发热体合金NiCr6015出发，且在通过互相协调的对组成的改变下可以实现使用性能的显著改善。所述合金与已知的材料NiCr6015的不同之处特别在于，用钇代替稀土金属，所述合金额外地包含锆和钛，且相对锆和钛的含量以特别的方式调节氮含量。从WO-A2005/031018获知一种在高温范围内采用了奥氏体Fe-Cr-Ni合金，其主5要具有下面的化学组成(重量％):Ni38-48%Cr18-24%Si1.0-1.9%C<0.1%Fe余量。在自由悬挂式(freih3ngenden)的加热元件方面，除了要求高使用寿命之外，还要求在应用温度下良好的形状稳定性。在运行过程中线圈(Wendel)过大的下沉(下垂)导致匝(Windung)的不均匀间距，同时导致温度的分布不均匀，由此縮短了使用寿命。为了抵消该缺点，可以要求加热线圈有多个支撑点，这将增加成本。也就是说，发热体材料必须具有充分良好的形状稳定性或耐蠕变性。所有在应用温度范围内对形状稳定性造成不利影响的蠕变机制(位错蠕变、晶界滑移或扩散蠕变)都通过大的颗粒尺寸而产生较大的耐蠕变性的影响(除了位错蠕变之外)。位错蠕变不取决于颗粒尺寸。具有大的颗粒尺寸的金属丝(Draht)的产生提高了耐蠕变性并由此提高了形状稳定性。因此，在所有情况下还应该将颗粒尺寸视为重要的影响因素。另外，对发热体材料重要的是尽可能高的比电阻，和尽可能少的热电阻/冷电阻的比例随温度(温度系数ct)的变化。本发明的目的在于，设计一种合金，它在与表1和2中的根据现有技术的合金具有类似的镍_、铬_和Si含量的情况下，具有a)明显改善的耐氧化性和由此得到的长使用寿命b)在应用温度下明显改善的形状稳定性c)与尽可能少的热电阻/冷电阻的比例随温度(温度系数ct)的变化相结合的高比电阻。所述目的通过一种铁镍铬硅合金来实现，所述合金含有(重量％)19至34%或42至87%的镍，12至26%的铬，0.75至2.5%的硅，并添加有0.05至1%的Al，0.01至1%的Mn，O.01至O.26%的镧，0.0005至0.05%的镁，0.04至0.14%的碳，0.02至0.14%的氮，另外还包含0.0005至0.07%的Ca，0.002至0.020%的P，最多0.01%的硫，最多0.005%的B，余量的铁和常见的由工艺导致的杂质。本发明的主题的有利改进方案可由从属权利要求得到。所述合金通过其特殊的组成而比具有可比的镍含量和铬含量的根据现有技术的合金具有更长的使用寿命。另外，可以实现与根据现有技术的合金相比增加的形状稳定性或较少下垂。元素镍的分开的范围在19至34%之间，或者在42至87%之间，其中镍含量根据使用情况可以如下给出并且根据在合金中的使用情况来调节。优选的在19和34%之间的Ni范围如下给出-19至25%-19至22%-23至25%6-25至34%-25至28%-28至31%-31至34%优选的在42和87%之间的Ni范围如下给出-42至44%-44至52%-44至48%-48至52%-52至57%-57至65%-57至61%-61至65%-65至75%-65至70%-70至75%-75至83%-75至79%-79至83%。铬含量在12和26%之间，其中在此也视合金的使用范围而定，铬含量可以如下给出-14至26%-14至18%-18至21%-20至26%-21至24%-20至23%-23至26%。硅含量在0.75和2.5%之间，其中视应用范围而定可以在分开范围内调节限定的-1.0至2.5%-1.5至2.5%-1.0至1.5%-1.5至2.0%-1.7至2.5%-1.2至1.7%-1.7至2.2%-2.0至2.5%。元素铝被设计为添加物并且含量为0.05-1%。优选可以如下调节在合金中的含7-0.1-0.7%。这同样适用于以0.01至1%添加到合金中的元素锰。作为选择还可以设想如下的分开的范围-0.1-0.7%。本发明的主题优选从此出发，即在实施例中给出的材料性能基本上随着含量为0.01至0.26%的元素镧的添加来调节。视应用范围而定在此还可以在合金中调节限定的值-0.02-0.26%-0.02-0.20%-0.02-0.15%-0.04-0.15%。这同样适用于以在0.02和0.14%之间的含量添加的氮。限定的含量可以如下给出-0.02-0.10%-0.03-0.09%-0.05-0.09%。以同样的方式向所述合金中添加碳，并且含量在0.04和0.14%之间。具体可以如下调节合金中的含量-0.04-0.10%。镁也属于附加元素，含量为0.0005至0.05%。具体地可以如下调节这种元素在合金中的含量-0.001-0.05%-0.008-0.05%。所述合金还可以包含钙，含量在0.0005和0.07%之间，特别是0.001至0.05%或者0.01至0.05%。所述合金还可以包含磷，含量在0.002和0.020%之间，特别是0.005至0.02%。可以如下调节合金中的元素硫和硼硫最多0.005%硼最多0.003%。只要反应性元素镧的有效性单独不足以产生在问题提出中说明的材料性能，则所述合金可以另外以0.01至0.3%的含量包含元素Ce、Y、Zr、Hf、Ti，其中这些元素按照需要也可有限地添加。亲氧元素，如优选La和根据需要Ce、Y、Zr、Hf、Ti的添加改善了使用寿命，它们通过一起置入到氧化物层中并且在那里在晶界上阻断氧的扩散路径而实现上述目的。因此，提供所述机制的元素的量必须标准化至原子量，从而可以互相比较各种元素的量。有效元素的电势(PwE)因此被定义为PwE=200E(XE/E的原子量)其中E是所涉及的元素且XE是所涉及的元素的百分含量。如上所述，所述合金可以分别含有0.01至0.3%的一种或多种元素La、Ce、Y、Zr、Hf、Ti，其中EPwE=1.43*XCe+l.49*XLa+2.25*XY+2.19*XZr+l.12*XHf+4.18*XTi《0.38，尤其是《0.36(总的元素的0.01至0.2%)，其中PwE对应有效元素的电势。作为选择，在存在含量为O.02至0.10%的元素La、Ce、Y、Zr、Hf、Ti中的至少一种时，总和为PwE=1.43XCe+l.49XLa+2.25XY+2.19XZr+l.12XHf+4.18XTi《0.36，其中PwE对应有效元素的电势。另外，所述合金可以分别包含在O.01至1.OX之间的一种或多种元素Mo、W、V、Nb、Ta、Co，此外还可以对它们做如下限制-0.01至0.06%-0.Ol至O.2%。最后，在杂质方面还可以给出如下含量的元素铜、铅、锌和锡Cu最多1.0%Pb最多0.002%Zn最多0.002%Sn最多0.002%。根据本发明的合金应优选用在电加热元件中，特别是要求高形状稳定性和低下垂的电加热元件中。然而，还可以设想用在管形加热体的加热元件中。根据本发明的合金的其它具体用途是用在窑炉构造中。根据下面的实施例详细说明本发明的主题。实施例表1至3反映了现有技术(如已经在开头提到的)。对于在下面的实施例中大工业熔炼的合金，从大工业生产中取出直径为1.29mm的完成制造的且退火软化了的样品。用于使用寿命测试，分别在实验室规模下以直至0.4mm取金属丝的小部分量。对于加热元件，特别是金属丝形式的发热体，可以进行并且常见的是例如在下列条件下用于材料互相比较的加速的使用寿命测试发热体使用寿命试验在直径为0.40mm的金属丝上进行。将所述金属丝张紧在距离为150mm的两根电导线之间，并且通过施加电压将其加热至1150°C。至115(TC的加热分别进行2分钟，然后断开电流输入15秒钟。在使用寿命的末尾所述金属丝的剩余横截面熔断而报废。燃烧持续时间是金属丝在使用寿命期间的"接通"时间的加合。相对燃烧持续时间tb是基于参照装料(Referenzcharge)的燃烧持续时间计的数据(％)。对于形状稳定性的检验，在下垂测试中检验在应用温度下加热线圈的下沉行为(下垂)。在此过程中，在加热线圈上测定线圈在一定时间之后从水平线的下沉。下沉越少，则材料的形状稳定性或耐蠕变性越大。对于该试验，将直径为1.29mm的退火软化了的金属线缠绕成内直径为14mm的螺旋线圈(Spiralen)。对于每份装料，总共制成分别具有31匝的6个加热线圈。所有加热线圈在试验开始时将温度调节至统一的IOO(TC的初始温度。用高温计确定温度。所述试验在9恒定的电压下利用30秒钟"接通"/30秒钟"断开"的通断循环来进行。4个小时之后结束试验。待加热线圈冷却之后，测量单个匝从水平线处的下沉(下垂)并且求出加热线圈的6个值的平均值。大工业制造不同的示例性合金并且如上所述进行检验，它们包含的镍含量为30至34%，或者50至60%的Ni，16至22%的Cr，1.3至2.2%的Si，并添加有0.2至0.5%的Al，O.3至0.5%的Mn，O.01至0.09X的La，0.005至0.014%的Mg，0.01至0.065的C，O.03至0.065%的N，另外包含0.001至0.04%的Ca，O.005至0.013%的P，O.0005至0.002%的S，最多0.003的B，O.01至0.08%的Mo，O.01至0.1%的Co，O.02至0.08%的Nb，0.01至0.06%的V，0.01至0.02%的W，0.01至0.1%的Cu，余量是铁，并且PwE值为0.09至0.19。借助于多元线性回归评估结果。在图1中说明了相对燃烧持续时间对La含量的依赖性，其中算出了Ni-、Cr-、Si-含量的影响。显示出相对燃烧持续时间随着La含量的增加而大大增加。特别是0.04至0.15%的La含量是特别有利的。在评价下垂(线圈的下沉)时，只包括颗粒尺寸为20至25ym的试样，从而根据这个参数不必事先进行回归。在图2中说明了下垂对N含量的依赖性，其中算出了Ni-、Cr-、Si-和C含量的影响。显示出下垂随着N含量的增加而大大减少。特别是0.05至0.09X的N含量是有利的。在图3中说明了下垂对C含量的依赖性，其中算出了Ni-、Cr-、Si-和N含量的影响。显示出下垂随着C含量的增加而大大减少。特别是0.04至0.10X的C含量是有利的。具有低镍含量的合金(变化方案1)是特别成本有利的。因此，Ni在19%至34%范围内的合金很令人感兴趣，尽管与具有较高镍含量的合金相比它具有较差的温度系数和较低的比电阻。镍含量低于19X逐渐增加了Sigma相形成的危险，造成合金变脆。因此19%构成镍含量的下限。合金的成本随着镍含量的升高而升高。因此，34%应该是具有低镍含量的合金(变化方案1)的上限。Ni高于42X逐渐改善了温度系数。比电阻也较高。同时，镍含量相对于约80%的高含镍合金比较来说还是低的。因此，42%对于具有较高镍含量的合金(变化方案2)来说是有意义的下限。镍在87X以上的合金不再包含足够的Cr和Si以保持充分的耐氧化性。因此，87X是镍含量的上限。过低的Cr含量意味着，Cr浓度非常快地降至临界界限以下。因此，12X的Cr是铬的下限。过高的Cr含量使得合金的可加工性变差。因此，26%Cr被视为上限。在氧化铬层下面形成氧化硅层降低了氧化速率。低于0.75%则氧化硅层具有太多裂缝，以便完全发挥它的作用。过高的Si含量对合金的可加工性有不利影响。因此，2.5%的Si含量是上限。如上所述，亲氧元素的添加改善了使用寿命，它们通过一起置入到氧化物层中并且在那里在晶界上阻断氧的扩散路径来实现上述目的。提供所述机制的元素的量因此必须标准化至原子量，以便可以互相比较各种元素的量。10有效元素的电势(PwE)因此被定义为PwE=200E(XE/E的原子量)其中E是所涉及的元素且XE是所涉及的元素的％含量。存在La和/或Ce或SE时，Ca和Mg看上去不再属于有效元素。有效元素的电势PwE的增加因此经由La、Ce、Y、Zr、Hf和Ti来实现，如果没有存在La和Ce的数据，而是由于添加了铈混合金属只有总的SE数据，则PwE的计算假设Ce=0.6SE和La=0.35SE。PwE=1.49XLal.43XCe+2.25XY+2.19XZr+l.12XHf+4.18XTi0.01%的La的最低含量是必需的，以便得到La的提高耐氧化性的作用。上限定为0.26%，对应0.38的PwE。较大的PwE值在此没有意义。需要Al来改善合金的可加工性。因此0.05%的最低含量是必需的。过高含量还是对可加工性有不利影响。Al含量因此被限制在1%。0.04%的C的最低含量对于良好的形状稳定性或低的下垂是必需的。C被限定在0.14%，因为这种元素降低耐氧化性且降低可加工性。0.02%的N的最低含量对于良好的形状稳定性或低的下垂是必需的。N被限定在0.14%，因为这种元素降低耐氧化性且降低可加工性。要求Mg的最低含量为0.0005X，由此改善了材料的可加工性。临界值确定为0.05%，因为过大的Mg的量被证实是不利的。要求Ca的最低含量为0.0005X，因为由此改善了材料的可加工性。临界值确定为0.07%，因为过大的Ca的量被证实是不利的。应将硫和硼的含量调节至尽可能低，因为这些界面活性元素对耐氧化性有不利影响。因此确定S为最多0.01%且B被确定为最多0.005%。铜被限定在最多1%，因为这种元素降低耐氧化性。Pb被限制在最多0.002%，因为这种元素降低耐氧化性。这同样适用于Sn。0.01%的Mn的最低含量用于改善可加工性是必需的。锰被限制在1%，因为这种元素同样降低耐氧化性。表l根据DIN17470和17742的合金(组成为NiCr8020、NiCr7030、NiCr6015)。所有数据以重量％给出。<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>CN101707948A<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>回归分析算出了Ni-、Cr-、Si-含量的影响。图2说明了下垂(线圈的下沉)与N含量的依赖性，其中借助于多元线性回归分析算出了Ni-、Cr-、Si-和C含量的影响。显示出下垂随着N含量的增加而大大减少。特别是0.03至0.09%的N含量是有利的。图3说明了下垂(线圈的下沉)对C含量的依赖性，其中借助于多元线性回归分析算出了Ni-、Cr-、Si-和N含量的影响。显示出下垂随着N含量的增加而大大减少。特别是O.04至0.10X的N含量是有利的。权利要求铁镍铬硅合金，其含有(重量％)19至34％或42至87％的镍，12至26％的铬，0.75至2.5％的硅，添加有0.05至1％的Al、0.01至1％的Mn、0.01至0.26％的镧、0.0005至0.05％的镁、0.04至0.14％的碳、0.02至0.14％的氮，另外还包含0.0005至0.07％的Ca，0.002至0.020％的P，最多0.01％的硫，最多0.005％的B，余量的铁和常见的由工艺导致的杂质。2.根据权利要求l的铁镍铬硅合金，其含有(重量％)19至34%或42至83%的镍，14至26%的铬，1.0至2.5%的硅，添加有0.05至1%的Al、0.01至1%的Mn、0.02至0.26%的镧、0.0005至0.05%的镁、0.04至0.14%的碳、0.02至0.14%的氮，另外还包含0.0005至0.07%的Ca，0.002至0.020%的P，最多0.01%的硫，最多0.005%的B，余量的铁和常见的由工艺导致的杂质。3.根据权利要求1或2的合金，其具有19至25%的镍含量。4.根据权利要求1或2的合金，其具有25至34%的镍含量。5.根据权利要求1或2的合金，其具有42至44%的镍含量。6.根据权利要求1或2的合金，其具有44至52%的镍含量。7.根据权利要求1或2的合金，其具有52至57%的镍含量。8.根据权利要求1或2的合金，其具有57至65%的镍含量。9.根据权利要求1或2的合金，其具有65至75%的镍含量。10.根据权利要求1或2的合金，其具有75至83%的镍含量。11.根据权利要求1或2的合金，其具有19至22%的镍含量。12.根据权利要求1或2的合金，其具有23至25%的镍含量。13.根据权利要求1或2的合金，其具有25至28%的镍含量。14.根据权利要求1或2的合金，其具有28至31%的镍含量。15.根据权利要求1或2的合金，其具有31至34%的镍含量。16.根据权利要求1或2的合金，其具有44至48%的镍含量。17.根据权利要求1或2的合金，其具有48至52%的镍含量。18.根据权利要求1或2的合金，其具有57至61%的镍含量。19.根据权利要求1或2的合金，其具有61至65%的镍含量。20.根据权利要求1或2的合金，其具有65至70%的镍含量。21.根据权利要求1或2的合金，其具有70至75%的镍含量。22.根据权利要求1或2的合金，其具有75至79%的镍含量。23.根据权利要求1或2的合金，其具有79至83%的镍含量。24.根据权利要求1-23中任一项的合金，其具有14至18%的铬含量。25.根据权利要求1-23中任一项的合金，其具有18至21%的铬含量。26.根据权利要求1-23中任一项的合金，其具有20至26%的铬含量。27.根据权利要求1-23中任一项的合金，其具有21至24%的铬含量。28.根据权利要求1-23中任一项的合金，其具有20至23%的铬含量。29.根据权利要求1-23中任一项的合金，其具有23至26%的铬含量。30.根据权利要求1-29中任一项的合金，其具有1.5至2.5%的硅含量。31.根据权利要求1-29中任一项的合金，其具有1.0至1.5%的硅含量。32.33.34.35.36.37.38.39.40.41.42.43.44.45.46.47.48.根据权利要求1-根据权利要求1-根据权利要求1-根据权利要求1-根据权利要求1-根据权利要求1-根据权利要求1-根据权利要求1-根据权利要求1-根据权利要求1-根据权利要求1-根据权利要求1-根据权利要求1-根据权利要求1-根据权利要求1-根据权利要求1-29中任一项的合金，其具有1.5至2.0%的硅含量。29中任一项的合金，其具有1.7至2.5%的硅含量。29中任一项的合金，其具有1.2至1.7%的硅含量。29中任一项的合金，其具有1.7至2.2%的硅含量。29中任一项的合金，其具有2.0至2.5%的硅含量。36中任一项的合金，其具有O.1至O.7%的铝含量。37中任一项的合金，其具有O.1至O.7%的锰含量。38中任一项的合金，其具有0.02至0.2%的镧含量c38中任一项的合金，其具有0.02至0.15%的镧含量38中任一项的合金，其具有0.04至0.15%的镧含量41中任一项的合金，其具有O.02至0.10%的氮含量41中任一项的合金，其具有0.03至0.09%的氮含量41中任一项的合金，其具有0.05至0.09%的氮含量44中任一项的合金，其具有0.04至0.10%的碳含量45中任一项的合金，其具有0.001至0.05X的镁含j45中任一项的合金，其具有0.008至0.05X的镁含j根据权利要求1-47中任一项的合金，其含有最多0.005%的硫和最多0.003%的49.根据权利要求1-48中任一项的合金，其另外包含0.01至0.05%的Ca。50.根据权利要求1-48中任一项的合金，其另外包含0.001至0.05%的Ca。51.根据权利要求1-50中任一项的合金，其另外根据需要作为添加物以分别为0.01至0.3%的含量包含元素Ce、Y、Zr、Hf、Ti中的至少一种。52.根据权利要求1-51中任一项的合金，其分别含有0.01至0.3%的元素La、Ce、Y、Zr、Hf、Ti中的一种或多禾中，其中总和PwE二1.43*XCe+l.49*XLa+2.25*XY+2.19*XZr+l.12*XHf+4.18XTi《0.38，其中PwE对应有效元素的电势。53.根据权利要求1-51中任一项的合金，其分别含有0.01至0.2%的元素La、Ce、Y、Zr、Hf、Ti中的一种或多禾中，其中总和PwE二1.43*XCe+l.49*XLa+2.25*XY+2.19*XZr+l.12*XHf+4.18XTi《0.36，其中PwE对应有效元素的电势。54.根据权利要求1-51中任一项的合金，其分别含有0.02至0.15%的元素La、Ce、Y、Zr、Hf、Ti中的一种或多禾中，其中总和PwE二1.43*XCe+l.49*XLa+2.25*XY+2.19*XZr+l.12*XHf+4.18XTi《0.36，其中PwE对应有效元素的电势。55.根据权利要求1-54中任一项的合金，其具有0.005至0.020%的磷含量。56.根据权利要求1-55中任一项的合金，其另外分别包含0.01至1.0X的元素Mo、W、V、Nb、Ta、Co中的一种或多种。57.根据权利要求1-55中任一项的合金，其另外分别包含0.01至0.2X的元素Mo、W、V、Nb、Ta、Co中的一种或多种。58.根据权利要求1-55中任一项的合金，其另外分别包含0.01至0.06X的元素Mo、W、V、Nb、Ta、Co中的一种或多种。59.根据权利要求1-58中任一项的合金，其中所述杂质的含量被调节至最多1.0%的Cu，最多0.002%的Pb，最多0.002%的Zn，最多0.002%的Sn。60.根据权利要求1-59中任一项的合金用于电加热元件的用途。61.根据权利要求1-59中任一项的合金用于管形加热体的用途。62.根据权利要求1-59中任一项的合金用于电加热元件的用途，所述电加热元件要求高形状稳定性或低下垂。63.根据权利要求1-59中任一项的合金用于窑炉构造的用途。全文摘要本发明涉及一种铁镍铬硅合金，其含有(重量％)19至34％或42至87％的镍，12至26％的铬，0.75至2.5％的硅，并添加有0.05至1％的Al，0.01至1％的Mn，0.01至0.26％的镧，0.0005至0.05％的镁，0.04至0.14％的碳，0.02至0.14％的氮，另外还包含0.0005至0.07％的Ca，0.002至0.020％的P，最多0.01％的硫，最多0.005％的B，余量的铁和常见的由工艺导致的杂质。文档编号C22C38/08GK101707948SQ200880019857公开日2010年5月12日申请日期2008年6月12日优先权日2007年6月26日发明者H·哈坦多夫,J·维贝尔斯普申请人:蒂森克鲁普德国联合金属制造有限公司