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什么是電熱合金?

發布時間:2021-05-27 人氣:

用于制造電熱元件的合金材料。當電流通過合金元件時,產生焦耳效應。電熱合金產品一般制成細的絲材、圓線材、扁帶材,在特殊要求下也可制成管材和鑄件。

對電熱合金性能要求:①在高溫下應有良好的(或抗介質氣氛侵蝕性)及足夠的抗蠕變性能。②應有較高的電阻率,電阻率溫度系數盡可能低,可以承受較大的電流。③應有良好的冶金生產工藝性能和制造加工性能。

1906年,英國馬什(A.L.Marsh)研制成鎳鉻電熱合金Cr20Ni80,美國隆斯伯里(F.B.Lounsberry)于1929年、蘇聯科爾尼洛夫(И.И.корнилов)等于 1934年先后研究鐵中加入Al2~6%、Cr7~13%的 Fe-Cr-Al合金的物理性能。在此基礎上,制成Fe-Cr-Al型電熱合金。中國于1949年制成上述兩種電熱合金。70年代,各國生產和應用電熱合金的牌號約30余種,但生產量較大、用途較廣的只有少數幾種牌號。

電熱合金類型 Ni-Cr-(Fe)型電熱合金 這類合金以鎳或鐵為基體,一般含Cr15~31%,含Ni29~80%,呈奧氏體組織。例如Cr20Ni30、Cr20Ni80、Cr30Ni70等,使用溫度依次可達 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。這類合金的特點是以氧化鉻(Cr2O3)構成表面保護膜,耐蝕性強,高溫強度高,成型加工和焊接性能好。缺點是價格高,并且不宜在含硫氣氛中使用。

Fe-Cr-Al型電熱合金 這類合金以鐵為基體,含Cr12~30%,Al4~8%,Cr與Al的適當配比以及添加微量的 La、Ce、Y等元素,可獲得高性能的電熱合金。例如Cr17Al5、Cr25Al5、Cr28Al8Ti等,使用溫度依次可達1050、1200、1300℃。這類合金為鐵素體組織,在450℃和700℃左右分別有脆化區,在高溫下長期使用,晶粒容易粗化,因而高溫抗蠕變性能和室溫韌性較低,但電阻率高且價格便宜,因而應用廣泛。

生產工藝 電熱合金的冶煉應根據合金的化學成分,特別是碳、磷、硫以及為提高合金性能加入的微量元素和對合金純度的要求,分別采用電弧爐、真空感應爐以及電渣重熔等方法冶煉。為改善合金的加工性能,在冶煉過程中應加強脫氧,鑄錠時二次氧化,減少偏析和粗大的柱狀結晶組織。

Ni-Cr-(Fe)型合金的熱塑性加工應避免在含硫氣氛中加熱,以形成低熔點硫化鎳而造成工件的表面裂紋。合金的冷塑性加工性能良好,每次退火軟化處理之后,冷加工變形率可達60~80%。Fe-Cr-Al型合金在熱加工過程中應加熱溫度過高和加熱時間過長,以避免晶粒粗化。熱加工終止溫度一般不高于 850℃。這類合金的冷加工性能較差,因此在冷加工過程中應及時進行再結晶退火處理,采用均勻變形的工藝方法并加強潤滑。


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