0Cr21Al6Nb是一种铁铬铝合金系电热合金，专为高温电热元件设计，具有优异的抗氧化性、高电阻率和长使用寿命。其名称“0Cr21Al6Nb”反映了核心成分构成：含铬（Cr）约21%、铝（Al）约6%，并添加微量铌（Nb）进行强化。该合金通过成分优化和工艺控制，适用于1000℃~1300℃高温环境，广泛应用于工业加热设备及精密仪器领域。
主要合金元素
铬（Cr，20.5%~21.5%）：形成致密Cr₂O₃氧化膜，显著提升高温抗氧化能力，同时增强基体固溶强化效果。
铝（Al，5.8%~6.3%）：生成Al₂O₃保护层，与Cr₂O₃协同作用提高抗渗碳和抗硫蚀性能，但过量会降低材料塑性。
铌（Nb，0.3%~0.8%）：通过碳化物析出和晶界偏聚细化晶粒，抑制高温晶粒粗化，提升抗蠕变性能。
杂质控制
碳（C≤0.03%）：严控碳含量避免脆性碳化物生成。
硅（Si≤0.5%）、锰（Mn≤0.4%）：辅助脱氧，过量会降低加工性。
硫（S≤0.02%）、磷（P≤0.025%）：严格限制以规避热脆性。
物理性能
电阻特性：20℃电阻率1.35±0.05 μΩ·m，电阻温度系数低（1000℃时约1.05倍室温值），确保高温工况功率稳定性。
热学性能：熔点1450~1480℃，密度7.2 g/cm³，热导率15 W/(m·K)（800℃），低热膨胀系数（14×10⁻⁶/℃, 20~1000℃）减少热应力。
力学性能
室温抗拉强度≥650 MPa，延伸率≥15%，维氏硬度220~260 HV。
高温强度：1000℃下抗拉强度仍保持80 MPa以上，抗蠕变性能优于传统Cr20Ni80合金。
功能特性
抗氧化极限：1250℃空气中连续工作寿命＞2000小时，表面氧化增重＜2 mg/cm²（1200℃/100h）。
抗环境腐蚀：在含硫、碳气氛中表现优异，1100℃下抗渗碳能力比Cr25Al5提高40%。
冶炼与铸造
采用真空感应熔炼（VIM）+电渣重熔（ESR）双联工艺，控制氧含量≤30 ppm、氮≤60 ppm。
铸锭均匀化处理：1150℃×8h退火消除偏析。
塑性加工
热轧开坯：初始加热温度1180℃，终轧温度≥900℃，压缩比＞5:1。
冷轧成形：扁丝冷轧道次变形量8%~12%，中间退火（850℃×30min）消除加工硬化。
尺寸公差：厚度±0.02mm，宽度±0.1mm（按GB/T 1234-2012中H级精度）。
热处理工艺
成品退火：保护气氛下1050℃×5min快速退火，晶粒度控制在6~8级。
表面处理：电解抛光或喷砂处理，粗糙度Ra≤1.6μm；可选择性沉积Al-Si涂层提升极端工况寿命。
高温工业设备：用于隧道窑加热带、单晶硅生长炉发热体，耐受1300℃间歇性高温冲击。
精密温控系统：半导体扩散炉、真空钎焊炉核心加热元件，温度波动≤±2℃。
特种领域：航天器地面测试加热装置、核辅助系统电加热器等严苛环境。
节能优势：相较传统镍铬合金，工作温度提升150℃的同时能耗降低18%~25%。
近年研究聚焦于：
纳米氧化钇（Y₂O₃）弥散强化提升1350℃以上寿命；
激光增材制造技术实现复杂形状元件一体化成形；
智能控温系统集成，通过电阻-温度特性实现自反馈调节。
该材料凭借综合性能优势，正逐步成为高端电热元件的标杆选择，相关技术指标已纳入ASTM B603最新修订版。
