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电热合金具有怎样的特点?


电热合金
  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。
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。
  1906年,英国马什(A.L.Marsh)研制成镍铬电热合金Cr20Ni80,美国隆斯伯里(F.B.Lounsberry)于1929年、苏联科尔尼洛夫(И.И.корнилов)等于 1934年先后研究铁中加入Al2~6%、Cr7~13%的 Fe-Cr-Al合金的物理性能。在此基础上,制成Fe-Cr-Al型电热合金。中国于1949年制成上述两种电热合金。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。
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