Что такое сплав электрического сопротивления?

Легированные материалы, используемые при изготовлении электронагревательных элементов. При пропускании электрического тока через элемент из сплава возникает эффект Джоуля, который преобразует электрическую энергию в тепловую.

Изделия из электросопротивляющихся сплавов обычно изготавливаются в виде прутков, проволоки, катанки в бухтах и ​​полосах, а также могут быть переработаны в трубы и отливки по особым требованиям.

Требования к характеристикам электростойкого сплава: ① Он должен иметь хорошую стойкость к окислению (или коррозионную стойкость в средней атмосфере) и достаточное сопротивление ползучести при высокой температуре. ② Он должен иметь высокое удельное сопротивление, температурный коэффициент удельного сопротивления должен быть как можно ниже и выдерживать большой ток. ③ Он должен иметь хорошие показатели металлургического производственного процесса и производительности производственной обработки.

В 1906 году британец Марш (ALMarsh) разработал никель-хромовый сплав электросопротивления Cr20Ni80, в 1929 году в США Ф.Б. Лаунсберри (FBLounsberry), в 1934 году в Советском Союзе Корнилов (И.И.Корнилов) и другие изучали железо. Исследованы физические свойства сплавов Fe-Cr-Al с добавлением в сплав Al2~6% и Cr7~13%. На этой основе изготавливаются сплавы электросопротивления типа Fe-Cr-Al. Китай изготовил два вышеуказанных вида сплавов электросопротивления в 1949 году. В 1970-х годах в разных странах производилось и применялось более 30 марок сплавов электросопротивления, но только несколько марок производились в больших количествах и широко использовались.

Типы электросопротивляющихся сплавов Электросопротивляющиеся сплавы типа Ni-Cr-(Fe) основаны на никеле или железе, обычно содержат Cr15-31% и Ni29-80%, демонстрируя аустенитную структуру. Например, Cr20Ni30, Cr20Ni80, Cr30Ni70 и т. д., максимальная рабочая температура может последовательно достигать 950, 1100, 1200 градусов. Свойства можно улучшить, добавив в сплав микроэлементы, такие как Ca, Ce, Zr, Ti и Si. Характеристики этого типа сплава заключаются в том, что поверхностная защитная пленка образована оксидом хрома (Cr2O3), который обладает высокой коррозионной стойкостью, жаропрочностью, а также хорошими характеристиками формовки и сварки. Недостаток – высокая цена, и он не пригоден для использования в серосодержащей атмосфере.

Электрорезистивные сплавы типа Fe-Cr-Al основаны на железе, содержат 12-30% Cr, 4-8% Al, соответствующее соотношение Cr и Al и добавляют такие микроэлементы, как La, Ce, Y и т. д., чтобы получить высокие эксплуатационные характеристики электрорезистивных сплавов. Например, Cr17Al5, Cr25Al5, Cr28Al8Ti и т. д., максимальная рабочая температура может достигать 1050, 1200, 1300 градусов по очереди. Этот тип сплава представляет собой ферритную структуру с зонами хрупкости около 450 градусов C и 700 градусов C соответственно. При длительном использовании при высокой температуре зерна легко укрупняются, поэтому сопротивление ползучести при высокой температуре и ударная вязкость при комнатной температуре низкие, но удельное сопротивление высокое. , хорошая стойкость к окислению и дешевизна, поэтому он широко используется.

Производственный процесс плавки сплава с электрическим сопротивлением должен основываться на химическом составе сплава, особенно на добавлении углерода, фосфора, серы и микроэлементов для улучшения эксплуатационных характеристик сплава и требований к чистоте сплава, используя электродуговую печь, вакуумную индукционную печь и электрошлаковый переплав и т. д. метод плавки. Для улучшения технологических характеристик сплава следует усилить раскисление в процессе плавки, чтобы предотвратить вторичное окисление во время литья слитков, а также уменьшить сегрегацию и грубую столбчатую кристаллическую структуру.

При горячей пластической обработке сплавов типа Ni-Cr-(Fe) следует избегать нагрева в серосодержащей атмосфере во избежание образования легкоплавкого сульфида никеля и возникновения поверхностных трещин в заготовке. Холодная пластичность сплава хорошая. После каждой обработки отжигом и размягчением степень деформации при холодной обработке может достигать 60-80%.

Сплавы типа Fe-Cr-Al должны предотвращать слишком высокую температуру нагрева и слишком длительное время нагрева в процессе горячей обработки, чтобы избежать укрупнения зерна. Температура окончания горячей обработки обычно не превышает 850 градусов. Свойства холодной обработки этого типа сплава плохие, поэтому рекристаллизационный отжиг должен быть проведен вовремя в процессе холодной обработки, а также должен быть принят равномерный процесс деформации и усилена смазка.