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【宇恒技术】电热合金的铁铬铝合金与镍铬合金知识讲解

时间:2014/8/6 10:04:06

    利用物质的电阻特性制造发热体的电阻合金。电热合金主要有两大类:一类是铁素体组织的铁铬铝合金另一类是奥氏体组织的镍铬合金。这两类合金由于组织结构不同,在性能上也不尽相同。但作为电热材料,它们都各自具备较多的优点,因而在各国得到大量的生产和广泛的使用。
    用于制造电热元件的合金材料。当电流通过合金元件时,产生焦耳效应,将电能转变成热能。电热合金产品一般制成细的丝材、圆线材、扁带材,在特殊要求下也可制成管材和铸件。 一般具有电阻率大、耐热疲劳、抗腐蚀和高温形状稳定性好等特点。它可有效地将电能转化为热能。电热合金在高温时表面形成致密的氧化膜,故有良好的抗氧化性能。
    对电热合金性能要求:①在高温下应有良好的抗氧化性(或抗介质气氛侵蚀性)及足够的抗蠕变性能。②应有较高的电阻率,电阻率温度系数尽可能低,可以承受较大的电流。③应有良好的冶金生产工艺性能和制造加工性能。
    中国于1949年制成镍铬电热合金Cr20Ni80;铁中加入Al2~6%、Cr7~13%的Fe-Cr-Al型铁铬铝合金。70年代,各国生产和应用电热合金的牌号约30余种,但生产量较大、用途较广的只有少数几种牌号。
    电热合金类型 Ni-Cr-(Fe)型电热合金 这类合金以镍或铁为基体,一般含Cr15~31%,含Ni29~80%,呈奥氏体组织。例如Cr20Ni30、Cr20Ni80、Cr30Ni70等,最高使用温度依次可达 950、1100、1200℃。合金中如加入微量Ca、Ce、Zr、Ti和Si等元素可改善性能。这类合金的特点是以氧化铬(Cr2O3)构成表面保护膜,耐蚀性强,高温强度高,成型加工和焊接性能好。缺点是价格高,并且不宜在含硫气氛中使用。
    Fe-Cr-Al型电热合金 这类合金以铁为基体,含Cr12~30%,Al4~8%,Cr与Al的适当配比以及添加微量的 La、Ce、Y等元素,可获得高性能的电热合金。例如Cr17Al5、Cr25Al5、Cr28Al8Ti等,最高使用温度依次可达1050、1200、1300℃。这类合金为铁素体组织,在450℃和700℃左右分别有脆化区,在高温下长期使用,晶粒容易粗化,因而高温抗蠕变性能和室温韧性较低,但电阻率高,抗氧化性良好,且价格便宜,因而应用广泛。
    生产工艺电热合金的冶炼应根据合金的化学成分,特别是碳、磷、硫以及为提高合金性能加入的微量元素和对合金纯度的要求,分别采用电弧炉、真空感应炉以及电渣重熔等方法冶炼。为改善合金的加工性能,在冶炼过程中应加强脱氧,防止铸锭时二次氧化,减少偏析和粗大的柱状结晶组织。
    Ni-Cr-(Fe)型合金的热塑性加工应避免在含硫气氛中加热,以防止形成低熔点硫化镍而造成工件的表面裂纹。合金的冷塑性加工性能良好,每次退火软化处理之后,冷加工变形率可达60~80%。Fe-Cr-Al型合金在热加工过程中应防止加热温度过高和加热时间过长,以避免晶粒粗化。热加工终止温度一般不高于 850℃。这类合金的冷加工性能较差,因此在冷加工过程中应及时进行再结晶退火处理,采用均匀变形的工艺方法并加强润滑。

高电阻电热合金主要性能  

牌号\性能

Cr15Ni60

Cr20Ni80

Cr20Ni35

OCr25A15

Ocr21A16Nb

Ocr27A17Mo2

%

C

0.08

0.08

0.10

0.06

0.05

0.05

P

0.02

0.02

0.03

0.025

0.025

0.025

S

0.015

0.015

0.025

0.025

0.025

0.025

Mn

0.60

0.60

1.00

0.70

0.70

0.20

Si

0.75~1.60

0.75~1.60

1.00~3.00

0.60

0.60

0.60

Cr

15.00~18.00

20.00~23.00

18.00~21.00

23.00~26.00

21.00~23.00

26.50~27.80

Ni

55.00~61.00

34.00~37.00

0.60

0.60

0.60

Al

0.50

0.50

0.50

4.50~6.50

5.00~7.00

6.00~7.00

Mo

/

/

/

/

/

1.80~2.20

Fe

1.00

Nb

/

/

/

/

0.50

/

最高使用温度

1150

1200

1100

1250

1350

1400

熔点

1350

1400

1350

1500

1510

1520

密度g/cm3

8.2

8.4

8.0

7.1

7.1

7.1

电阻率20℃mm2/m

1.12±0.06

1.14±0.05

1.05±0.05

1.42±0.07

1.45±0.07

1.53±0.07

伸长率δ%

20

20

25

>12

>12

>10

反复弯曲次数

9

>9

>9

>6

>6

6

快速寿命试验℃/小时

1120/100

1175/100

1120/100

1250/100

1350/50

1350/50

磁性

非磁性

非磁性

非磁性

磁性

磁性

磁性

注:各种牌号的电阻电热合金材料均配入适量稀土,钛等微量元素,使之提高其加工性能,延长其使用寿命。

    如果您正在寻找优质电热合金产品来提高您的工作效率,优化您的最终产品或设计出一个全新的产品,我们可以帮您。欢迎来电咨询:0515-88690713,13338926938(顾经理)。


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