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0Cr23Al5铁铬铝合金(百科)

发布:sonhooalloy 浏览:540962次

0Cr23Al5是一种高性能的铁铬铝合金,通常被归类为高电阻电热合金

它属于中国早期国家标准(如GB/T 1234-1995《高电阻电热合金》)中的牌号命名。在新版标准中,其对应牌号通常为 06Cr23Al5 或直接符合类似的国际牌号(如美国的Aluchrom 813,德国的1.4767)。

简单来说,它是一种以为基体,加入了约23%的铬和约5%的铝的合金。


主要特性

这种合金之所以被广泛应用,主要归功于其优异的综合性能,尤其适合作为高温加热元件:

  1. 极高的电阻率

  2. 电阻率非常大(约为1.45 µΩ·m,是镍铬合金的1.5倍以上)。这意味着在相同功率下,可以使用更短、更粗或更少长度的材料,简化了加热元件的设计。

  3. 优异的高温抗氧化性

  4. 这是它最核心的优点。在高温下,合金表面的铝和铬会与氧气反应,生成一层致密、牢固且具有保护性的 Al₂O₃(三氧化二铝,即刚玉)氧化膜。这层膜能有效阻止内部金属被进一步氧化,使其长期工作温度可达 1200℃ - 1300℃,极限温度可达 1400℃

  5. 良好的抗渗碳和耐硫化物腐蚀能力

  6. 在含碳、硫的气氛中(如渗碳炉、某些工业气氛),其氧化膜依然稳定,性能优于普通的镍铬电热合金。

  7. 较高的使用温度和表面负荷

  8. 允许的元件表面功率密度(表面负荷)较高,且能承受比镍铬合金更高的工作温度。

  9. 密度较低、成本相对经济

  10. 密度比镍铬合金小,且不含昂贵的金属镍,因此原材料成本更低。


主要缺点和注意事项

  1. 高温脆性(最重要缺点):

  2. 在高温下长期使用后,晶粒会粗大化,导致材料变脆,难以进行冷加工或弯折。因此,元件一旦成型并高温使用后,就应避免再移动或撞击

  3. 常温脆性与加工困难

  4. 合金本身在常温下也较脆,延展性差。通常以退火态线材、带材或铸态形式供货,加工成型(如绕制螺旋)需在适当的温度下进行,且需格外小心。

  5. 不易焊接

  6. 焊接性能较差,尤其是在使用后,其表面的氧化膜和晶粒粗化使其很难再进行可靠的焊接。

  7. 低温“灾难性”氧化

  8. 在约 400℃ - 850℃ 的中温区间长期工作时,其氧化膜(Al₂O₃)可能发生不利的晶型转变(θ-Al₂O₃ 向 α-Al₂O₃ 转变),导致氧化膜疏松、剥落,失去保护作用,造成合金快速氧化损毁。因此,应避免让元件长期工作在此温度区间


主要应用领域

  • 工业电炉加热元件:广泛应用于各类箱式炉、隧道窑、推板窑等,作为电阻丝或电阻带。

  • 家用电器发热元件:如电烤箱、取暖器、电热器具的核心发热体。

  • 高温热电偶补偿导线

  • 需要高电阻、耐高温的精密电阻元件

与镍铬合金(如Cr20Ni80)的对比

特性

铁铬铝合金(如0Cr23Al5)

镍铬合金(如Cr20Ni80)

主要优点

耐温更高抗氧化性更强电阻率大成本低密度小

高温强度好延展性好加工焊接容易无低温氧化问题

主要缺点

高温和常温下脆性大加工焊接难存在低温氧化区

耐温相对较低成本高(含镍)、抗渗碳性稍差

适用场景

静态、高温、长期连续工作的工业炉

需要反复移动、弯曲、有冲击或工况复杂的场合

总结

0Cr23Al5是一种经济高效、耐温极高的铁铬铝电热合金。它最适合在高温、静态、长期运行的工业加热设备中作为核心发热元件。但在选用时,必须充分考虑其脆性大、难加工的特点,并在设计和操作中避开其低温氧化温度区间



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