什么是電熱合金？

用于制造電熱元件的合金材料。當(dāng)電流通過合金元件時(shí)，產(chǎn)生焦耳效應(yīng)，將電能轉(zhuǎn)變成熱能。電熱合金產(chǎn)品一般制成細(xì)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(yīng)有良好的抗氧化性(或抗介質(zhì)氣氛侵蝕性)及足夠的抗蠕變性能。②應(yīng)有較高的電阻率，電阻率溫度系數(shù)盡可能低，可以承受較大的電流。③應(yīng)有良好的冶金生產(chǎn)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(lián)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(chǔ)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(chǎn)和應(yīng)用電熱合金的牌號約30余種，但生產(chǎn)量較大、用途較廣的只有少數(shù)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，最高使用溫度依次可達(dá) 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(diǎn)是以氧化鉻(Cr2O3)構(gòu)成表面保護(hù)膜,耐蝕性強(qiáng)，高溫強(qiáng)度高，成型加工和焊接性能好。缺點(diǎn)是價(jià)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(dāng)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,最高使用溫度依次可達(dá)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(qū),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，抗氧化性良好，且價(jià)格便宜，因而應(yīng)用廣泛。

生產(chǎn)工藝 電熱合金的冶煉應(yīng)根據(jù)合金的化學(xué)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(yīng)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(yīng)加強(qiáng)脫氧，防止鑄錠時(shí)二次氧化，減少偏析和粗大的柱狀結(jié)晶組織。

Ni-Cr-(Fe)型合金的熱塑性加工應(yīng)避免在含硫氣氛中加熱，以防止形成低熔點(diǎn)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(dá)60～80%。Fe-Cr-Al型合金在熱加工過程中應(yīng)防止加熱溫度過高和加熱時(shí)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(yīng)及時(shí)進(jìn)行再結(jié)晶退火處理，采用均勻變形的工藝方法并加強(qiáng)潤滑。