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Cr20Ni35合金圆棒丝材百科解析

发布:sonhooalloy 浏览:408547次

Cr20Ni35合金圆棒丝材百科解析

Cr20Ni35合金是一种镍铬基高电阻电热合金,以其优异的高温强度、良好的抗氧化性及稳定的电阻特性而广泛应用于工业电炉、家用电器及化工设备等领域。该合金在高温环境下表现卓越,是制造高温发热元件的理想材料之一。

化学成分

Cr20Ni35合金的化学成分精密配比,以确保其高温性能和耐腐蚀性。主要成分包括:镍(Ni)含量为34%至37%铬(Cr)含量为18%至21%,铁(Fe)为余量。其他元素如碳(C)≤0.12%、锰(Mn)≤1.5%、硅(Si)≤1.0%、磷(P)≤0.03%、硫(S)≤0.03%等被严格控制,以优化合金的加工性能和高温稳定性-7-8。

物理性能

Cr20Ni35合金具有一系列优异的物理性能:

  • 密度:约为7.9 g/cm³-1-8。

  • 熔点:在1390℃左右-1-5。

  • 电阻率:20℃时约为1.04 μΩ·m,保证了其作为电热材料的高效能量转换-1-8。

  • 导热系数:约为15 W/(m·K)-7(另有资料显示为43.8 KJ/m·h·℃-1,单位需注意换算)。

  • 线膨胀系数:在20℃至1000℃范围内约为19×10⁻⁶/℃-1-5。

  • 比热容:约460 J/(kg·K)-7。

机械性能

Cr20Ni35合金在常温及高温下均表现出良好的机械性能:

  • 抗拉强度:可达600兆帕至750兆帕-7(固溶状态通常≥650兆帕-8)。

  • 屈服强度:通常≥350兆帕-7。

  • 延伸率:≥20%-1-5,部分资料显示可达≥25%-8,表明其具有良好的塑性。

  • 硬度:约在180至230 HB之间-7。
    合金在固溶处理后为单相奥氏体组织,这使得它在高温下组织稳定,长期使用不易变形-8。

特性

Cr20Ni35合金的核心特性包括:

  1. 优异的高温性能最高使用温度可达1100℃-1。在800℃以下抗氧化性良好,高温下强度高,且长期使用后冷却不会变脆-1-8。

  2. 良好的电阻特性:具有较高且稳定的电阻率,适合作为电热和电阻材料-5。

  3. 耐腐蚀性能抗氧化性介质腐蚀的能力强,在高温氧化性气氛中表面能形成致密的氧化铬保护膜-2-7。对含硫环境也有一定的抵抗能力-1。

  4. 加工与焊接性常温下塑性好,便于冷冲压和焊接-8。也具有良好的热加工性能-3。

  5. 无磁性:该合金为奥氏体组织,无磁性-1。

应用领域

Cr20Ni35合金圆棒、丝材因其综合性能,被广泛应用于多个领域:

  • 电热元件:常用于工业电炉(如回火炉、热处理炉)、电烙铁、电熨斗、电热管等加热元件-1-8。特别是使用温度在800℃以下的周期性热处理炉-8。

  • 化工及能源设备:用于制造乙烯裂解炉管、重整装置反应器内构件、换热器部件等-3。在垃圾焚烧炉、核电热交换器支撑件中也有应用-3。

  • 航空航天:可用于航空发动机高温部件-7。

  • 其他:用作高品质电阻箱的电阻带-8,以及冶金工业中的高温炉具和加热器-7。

主要产品形式

Cr20Ni35合金的主要产品形式包括:

  • 圆棒(光棒/圆棒):通常为热轧或锻制,表面经车光或磨光处理,尺寸精确,光洁度好-2。

  • 丝材:包括冷拉合金线材(直径范围可达φ1.0-φ10.0mm)绕轴光亮细丝(直径范围φ0.1-φ1.0mm)等-9-10。

  • 其他形式:如扁丝、带材、板材、管材等-8。

工艺与质量控制

Cr20Ni35合金的生产需严格控制工艺以确保性能:

  • 熔炼:可采用真空感应熔炼(VIM)或真空感应熔炼+电渣重熔(VIM+ESR) 工艺,以提升材料纯净度-3。

  • 热处理固溶处理是关键工序(例如在1100-1175℃快速冷却),旨在获得均匀的奥氏体组织,优化性能-2。

  • 质量控制:包括化学成分分析、力学性能测试、无损检测(如超声探伤)等-2。

总结

Cr20Ni35合金圆棒和丝材是一种性能卓越的高电阻电热合金材料。它通过合理的成分设计,集良好的高温强度、优异的抗氧化和耐腐蚀性能、稳定的电阻特性以及出色的加工性能于一身,成为高温加热元件和耐高温结构件的理想选择。其在工业电炉、化工、能源及航空航天等领域的广泛应用,充分体现了该合金的可靠性与实用性。



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