電熱合金主要有兩大類(lèi):一類(lèi)是鐵素體組織的鐵鉻鋁合金;另一類(lèi)是奧氏體組織的鎳鉻合金。這兩類(lèi)合金由于組織結構不同,在性能上也不盡相同。但作為電熱材料,他們都各自具備較多的優(yōu)點(diǎn),因而在各國得到大量的生產(chǎn)和廣泛使用。
1、鐵鉻鋁電熱合金的優(yōu)點(diǎn)
①大氣中使用溫度高
鐵鉻鋁電熱合金中的HRE合金****使用溫度可達1400℃,而鎳鉻電熱合金中的Cr20Ni80****使用溫度為1200℃。
②使用壽命長(cháng)
在大氣中相同的較高使用溫度下,鐵鉻鋁元件的壽命可為鎳鉻元件的2至4倍。
③表面負荷高
由于鐵鉻鋁合金允許使用溫度高,壽命長(cháng),所以元件表面負荷也可以高一些,這不僅是升溫快,也可以節省合金材料。
④抗氧化性能好
鐵鉻鋁合金表面上成的AL2O3氧化膜結構致密,與基體粘著(zhù)性能好,不易因散落而造成污染。另外,AL2O3的電阻率高,熔點(diǎn)也高,這些因素決定了AL2O3氧化膜具有優(yōu)良的抗氧化性?節B碳性能也比鎳鉻表面生成的Cr2O3好。
⑤比重小
鐵鉻鋁合金的比重比鎳鉻合金小,這意味著(zhù)制作同等的元件時(shí)用鐵鉻鋁比用鎳鉻更省材料
⑥電阻率高
鐵鉻鋁合金的電阻率比鎳鉻合金高,在設計元件時(shí)**可以選用較大規格的合金材料,這有利于延長(cháng)元件使用壽命,對于細合金線(xiàn)這點(diǎn)尤為重要。當選用規格相同的材料時(shí),電阻率越高越節省材料,元件在爐內所占的位置也越小。另外,鐵鉻鋁合金的電阻率受冷加工和熱處理的影響比鎳鉻合金小。
⑦抗硫性能好
對含硫氣氛及表面受含硫物資污染時(shí)鐵鉻鋁有很好的耐蝕性,而鎳鉻則會(huì )受到嚴重的侵蝕。
⑧****便宜
鐵鉻鋁由于不含較稀缺的鎳,故****比鎳鉻便宜的多。
鐵鉻鋁合金的缺點(diǎn)主要是高溫強度低,隨著(zhù)溫度升高共塑性增大。在1000℃以上材料往往由于自身重量的作用會(huì )慢慢申長(cháng)而引起元件變形。另外,經(jīng)過(guò)高溫長(cháng)時(shí)間使用,隨著(zhù)爐冷卻后,隨晶粒長(cháng)大而變脆,不能冷態(tài)加以彎曲。這些缺點(diǎn)在設計和使用上都應加以避免和克服。
2、鎳鉻電熱合金的優(yōu)點(diǎn)
①高溫強度高
鎳鉻合金由于高溫強度比鐵鉻鋁高,高溫使用時(shí)不易變形,元件的布置選擇余地大。
②長(cháng)期使用后其可塑性仍很好
鎳鉻合金長(cháng)時(shí)間使用后冷卻下來(lái)也不會(huì )變脆,因此,發(fā)熱元件使用比較****,損壞后也便于維修。
③發(fā)射率高
充分氧化后的鎳鉻合金輻射率比鐵鉻鋁合金高,因此,當表面負荷相同的時(shí)候,鎳鉻合金元件的溫度要比鐵鉻鋁略低一些。
④無(wú)磁性
鎳鉻合金無(wú)磁性(Cr15Ni60在低溫下有弱磁性),這對于一些低溫下使用的器具更為合適。鐵鉻鋁合金要在600℃以上才無(wú)磁性。
⑤較好的耐腐蝕性
鎳鉻合金一般比未經(jīng)氧化的鐵鉻鋁合金耐腐蝕(含硫氣及某些可控氣氛除外)。