電熱合金性能要求

對(duì)電熱合金的性能要求是：

1)具有高的電阻率和低電阻溫度系數(shù)。

2)合金在使用溫度范圍內(nèi)無相變，以保證電阻沒有突變，電性能長(zhǎng)期穩(wěn)定。

3)具有較高的抗氧化性和對(duì)各種氣氛的耐蝕性。

4)具有足夠的高溫強(qiáng)度，保證加熱體不易變形和較長(zhǎng)的使用壽命。

5)良好的加工性能，易于制成絲材或帶材，并能繞制成各種形狀的加熱元件。

眾所周知，當(dāng)電流I通過電阻R時(shí)產(chǎn)生每秒

電熱合金材料的選用應(yīng)與被加熱物質(zhì)的工藝要求、電熱設(shè)備的結(jié)構(gòu)形式及使用條件相結(jié)合。合金型材料對(duì)爐型的適應(yīng)性強(qiáng)，能制成各種形狀的加熱元件，應(yīng)用范圍廣，但其工作溫度比非金屬發(fā)熱材料要低。管狀電熱元件使用安裝方便，但工作溫度較低，且在不同介質(zhì)中應(yīng)用的管狀元件，由于各自的特性差異是不能互換使用的。

電熱合金主要包括Ni-Cr系和Fe-Cr-Al系兩類，適用于在950～1 400℃溫度范圍內(nèi)工作的電加熱元件。在更高溫度工作的加熱則采用純金屬電熱材料。

1．Ni-Cr系電熱合金

這類合金的高溫強(qiáng)度高，高溫冷卻后無脆性，使用壽命較長(zhǎng)，易于加工和焊接，是廣泛使用的電熱合金。

在Ni-Cr系中，鎳與鉻形成有限固溶體。當(dāng)鉻含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）小于20%時(shí)，隨鉻含量增加電阻率提高，電阻溫度系數(shù)減?。汇t含量大于20%時(shí)，電阻溫度系數(shù)增加，加工性能變差；而鉻含量大于30%時(shí)靠近兩相區(qū)，脆性增加，加工困難。因此鉻含量以15%～30%為宜。加入鐵使加工性能改善，但耐蝕性降低。而添加少量Si、Al、Ti、Zr或稀土元素可提高合金的工作溫度和使用壽命。

Ni-Cr系電熱合金的軟化退火溫度為950~1100℃，快速冷卻。

2．Fe-Cr-AI系電熱合金

Fe-Cr-AI系電熱合金的電阻率高，耐熱性好和高溫抗氧化性好，與Ni-Cr系合金相比具有更高的使用溫度，價(jià)格也較便宜。但這類合金經(jīng)高溫使用時(shí)易產(chǎn)生脆性，而且長(zhǎng)時(shí)間使用永久伸長(zhǎng)率較大。

在鐵中加入鉻和鋁都使電阻率提高，電阻溫度系數(shù)降低，抗氧化性提高。添加少量Co、Ti、Zr、稀土元素等也提高合金的抗氧化性、高溫強(qiáng)度和使用壽命。但隨鉻、鋁含量的增加，合金的電導(dǎo)率增加，沖擊韌性降低，加工性能變差。因此要求嚴(yán)格控制工藝和質(zhì)量。各工藝環(huán)節(jié)，不僅要保證成分準(zhǔn)確均勻、有害元素及雜質(zhì)少，還要控制品粒細(xì)小而均勻，組織致密。

Fe-Cr-AI系電熱合金的軟化退火溫度為750～800℃，快速冷卻。

Fe-Cr-AI合金在焊接時(shí)晶粒易長(zhǎng)大從而產(chǎn)生脆性，因此要用Fe-Cr-AI合金焊條快速焊接，最好用氬弧焊。如果焊后不立刻使用，應(yīng)將焊接部位于800℃左右退火，以消除焊接應(yīng)力。

使用電熱合金注意事項(xiàng)：

1)最高使用溫度約高出被加熱物質(zhì)或周圍介質(zhì)溫度100℃以上，而電熱合金強(qiáng)度隨溫度升高而降低，因此為了保證其剛性，對(duì)元件的形狀和尺寸應(yīng)合理選擇，防止螺旋圈軟化倒塌導(dǎo)致短路；

2)為降低元件引出端溫度，減少電能損失和便于聯(lián)接電源線，元件引出棒（或帶）的截面積至少應(yīng)為元件截面積的3倍；

3)鐵鉻鋁合金焊接，最好采用氬弧焊快速焊接，防止焊口因過熱而脆斷；鎳鉻合金元件可用電弧或氣焊焊接；

4)鐵鉻鋁合金在空氣中抗氧化性能高，在含硫、氫的氣氛中也很穩(wěn)定，但含硫的還原性氣氛會(huì)影響其使用壽命；純氫及分解氨對(duì)鐵鉻鋁合金無損害，但在部分燃燒的氨中耐用性較差；直接暴露在氮?dú)庵惺褂茫涫褂脡勖仍诳諝庵械?；電熱合金不能在鹵素及其化合物中或其氣氛中使用；

5)一般耐火材料中含有

電加溫線的電熱絲：電熱絲是加溫線的發(fā)熱元件。電熱絲的材質(zhì),是決定電加溫線柔軟性的關(guān)鍵。普通電阻絲是康銅、錳銅、鎳鉻、鐵鉻鋁等。它們的電阻系數(shù)在0.42~1.22Ωmm/m之間,屬于高阻電熱合金材料。DV系列電加溫線的電熱絲采用低電阻系數(shù),它是電阻系數(shù)為0.124Ωmm/m的合金絲材料。所以它的發(fā)熱量不會(huì)太高,一般在45℃左右。

電加熱管：電加熱管是將電阻發(fā)熱絲裝在特制的金屬管內(nèi),外管為不銹鋼,使用高阻電熱合金絲發(fā)熱體,改性氧化鎂粉作絕緣填充料、應(yīng)用縮管設(shè)備與技術(shù),經(jīng)高溫氧化后成型。組件是由配套安裝支架部件、溫控器、溫控熔斷器和絕緣體構(gòu)成。電加熱管用于各種空調(diào)器的輔助電加熱功能,幫助冷暖型空調(diào)器低溫起動(dòng),補(bǔ)償熱泵制熱功率。

1、在大氣中使用溫度高

鐵鉻鋁電熱合金中的HRE合金最高使用溫度可達(dá)1400℃，而鎳鉻電熱合金中的Cr20Ni80合金最高使用溫度為1200℃。

2、使用壽命長(zhǎng)

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2-4倍。

3、表面負(fù)荷高

由于鐵鉻鋁合金允許使用溫度高，壽命長(zhǎng)，所以元件表面負(fù)荷也可以高一些，這不僅使升溫快也可節(jié)省合金材料。

4、抗氧化性能好

鐵鉻鋁合金表面上生成的Al2O3氧化膜結(jié)構(gòu)致密，與基體粘著性能好，不易回散落花流水而造成"_blank" href="/item/鎳鉻合金/10072651" data-lemmaid="10072651">鎳鉻合金表面生成的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(shè)計(jì)元件時(shí)就可以選用較大規(guī)格的合金材料，這有利于延長(zhǎng)元件使用壽命，對(duì)于細(xì)合金線這點(diǎn)尤為重要。

7、抗硫性能好

對(duì)含硫氣氛及表面受含硫物質(zhì)污染時(shí)鐵鉻鋁有很好的耐蝕性，而鎳鉻則會(huì)受到嚴(yán)重侵蝕。

8、價(jià)格便宜

鐵鉻鋁由于不含較稀缺的鎳，幫價(jià)格比鎳鉻便宜得多。

9、鐵鉻鋁合金的缺點(diǎn)主要是高溫強(qiáng)度低，隨著溫度升高其塑性增大，引起元件變形。