(2)高温合金力学性能 在电热合金中,镍、铬、铝元素的含量决定了合金的短时间抗拉强度。关于电热
合金的高温力学性能,它包含了合金在高温时短时抗拉伸的强度、持久强度、抗弯曲 变形和蠕变强度等等[7,8]。电热合金的合金组织对于瞬时抗拉伸强度具有决定作用。 查阅文献可知,奥氏体的高温强度比铁素体高[9]。
在规定的时间和温度下试样发生断裂所需要的应力即为电热合金的高温持久强 度。铁铬铝合金持久强度是低于镍铬系的合金。 电热合金的高温蠕变强度的定义是 在一定的时间内产生规定变形量时试样所承受的应力对应值。蠕变强度可表征电热元
件的使用情况。对比电热元件在高温时的应力——应变关系的是高温持久强度和高温 蠕变强度,所以这两个高温强度指标是设计电热元件的主要参考凭证。铁铬铝系的合 金高温蠕变强度是要低于镍铬系合金的。在高温条件下,铁铬铝合金的蠕变强度迅速 降低的原因是铁素体晶粒的快速长大,由此可知,在应力条件下的电热元件应选镍铬 或者镍铬铁系电热合金较为合适[1,6]。
1。1。5 电热合金的抗氧化性能
在高温时抵抗氧化腐蚀的能力即为合金的抗氧化性能[10]。它是反映电热合金最高 的工作温度和电热元件服役时间的重要指标。氧化速度的快慢是反映抗氧化性能高低 的指标,氧化速度和抗氧化性成反比。电热合金本身的化学成分、使用时间以及使用 温度、介质中氧分压等等因素都会对电热合金的氧化速度造成影响。电热合金使用的 越久,代表它的抗氧化性能越好[11]。所以,改善合金抗氧化性能,降低合金氧化速度 是提高电热合金质量的主要途径。
通常情况,电热合金的长久使用会在它的表层形成一层致密均匀的氧化膜,该氧 化膜与金属基体结合紧密,可以减缓氧原子向金属基体内渗透的速率,起到保护金属 基体的作用[12]。
通常生产厂家只会检测电热合金的快速寿命而不会测定电热合金产品的氧化速 度测定,以此表示合金的抗氧化性能的好坏。
1。1。6 电热合金在国民经济中的作用
世界上每年电热合金产量很少,只有十几万吨,特殊钢含量仅占 0。5%,电热合 金在其中占了很大比例。随着国家科技实力的增长,对于电热合金的需求也越来越多, 高中电阻元件,特殊元件等[13]。虽然它的产量较少,可是这一类合金的电阻率高、熔 点高、电阻系数小并且能冷加工到很细的各种圆或者扁丝钢材,和国名经济息息相关, 特别是在电气化和信息化时代根本无法缺少这种简单材料,加之它自身优异的性能促 进了在生产领域的发展,对于工业生产方面的价值更是无法估计。
1。2铁铬铝电热合金
1。2。1Fe-Cr-Al 系电热合金简介
我们把 Fe-Cr-Al 系合金看作最重要电热合金,是因为铁基合金是重要的经济性 金属材料,例如 Fe-Cr-Al 的电热合金可以生产电热元件,它一般工作的温度在 500℃
到 1400℃间,同时对于铁铬铝合金来说,它还能在表面形成稳定并且致密的氧化膜, 具有一定的保护性,这可以使它在 1300℃的高温环境下工作[14]。相比较其它合金而 言,铁铬铝合金具有的优点是:(1)电阻温度系数小,(2)较好的耐热性能,(3)比 重低,(4)电阻系数比较大,(5)抗高温氧化性能特别好,(6)价格便宜等等。这些 优良的性能使得它的应用领域更加的广泛,如在加热元件的散热器,微波炉,洗衣机 等,在工业中的加热炉,换热器等各方面也需要用到。所以对于 Fe-Cr-Al 合金来说, 具有很大的市场发展空间,市场需求量的提高也促进了高效率环保铁铬铝合金的发展。文献综述