什么是电热合金?

[拼音]：dianre hejin

[外文]：electrical heating alloys

用于制造电热元件的合金材料。当电流通过合金元件时，产生焦耳效应，将电能转变成热能。电热合金产品一般制成细的丝材、圆线材、扁带材，在特殊要求下也可制成管材和铸件。

对电热合金性能要求：

（1）在高温下应有良好的抗氧化性（或抗介质气氛侵蚀性）及足够的抗蠕变性能。

（2）应有较高的电阻率，电阻率温度系数尽可能低，可以承受较大的电流。

（3）应有良好的冶金生产工艺性能和制造加工性能。

1906年，英国马什(A.L.Marsh)研制成镍铬电热合金Cr20Ni80，美国隆斯伯里（F.B.Lounsberry）于1929年、苏联科尔尼洛夫（И.И.корнилов）等于 1934年先后研究铁中加入Al2～6％、Cr7～13％的 Fe-Cr-Al合金的物理性能。在此基础上，制成Fe-Cr-Al型电热合金。中国于1949年制成上述两种电热合金。70年代，各国生产和应用电热合金的牌号约30余种，但生产量较大、用途较广的只有少数几种牌号。

Ni-Cr-（Fe）型电热合金 这类合金以镍或铁为基体，一般含Cr15～31％，含Ni29～80％，呈奥氏体组织。例如Cr20Ni30、Cr20Ni80、Cr30Ni70等，最高使用温度依次可达 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。这类合金的特点是以氧化铬(Cr2O3)构成表面保护膜，耐蚀性强，高温强度高，成型加工和焊接性能好。缺点是价格高，并且不宜在含硫气氛中使用。

这类合金以铁为基体，含Cr12～30％，Al4～8％，Cr与Al的适当配比以及添加微量的 La、Ce、Y等元素，可获得高性能的电热合金。例如Cr17Al5、Cr25Al5、Cr28Al8Ti等，最高使用温度依次可达1050、1200、1300℃。这类合金为铁素体组织，在450℃和700℃左右分别有脆化区，在高温下长期使用，晶粒容易粗化，因而高温抗蠕变性能和室温韧性较低，但电阻率高，抗氧化性良好，且价格便宜，因而应用广泛。

电热合金的冶炼应根据合金的化学成分，特别是碳、磷、硫以及为提高合金性能加入的微量元素和对合金纯度的要求，分别采用电弧炉、真空感应炉以及电渣重熔等方法冶炼。为改善合金的加工性能，在冶炼过程中应加强脱氧，防止铸锭时二次氧化，减少偏析和粗大的柱状结晶组织。

Ni-Cr-(Fe)型合金的热塑性加工应避免在含硫气氛中加热，以防止形成低熔点硫化镍而造成工件的表面裂纹。合金的冷塑性加工性能良好，每次退火软化处理之后，冷加工变形率可达60～80％。Fe-Cr-Al型合金在热加工过程中应防止加热温度过高和加热时间过长，以避免晶粒粗化。热加工终止温度一般不高于 850℃。这类合金的冷加工性能较差，因此在冷加工过程中应及时进行再结晶退火处理，采用均匀变形的工艺方法并加强润滑。