Matériaux en alliage utilisés dans la fabrication d'éléments chauffants électriques. Lorsqu'un courant électrique traverse l'élément en alliage, l'effet Joule est produit, qui convertit l'énergie électrique en énergie thermique.
Les produits en alliage à résistance électrique sont généralement transformés en barres, fils, fil machine en bobines et en bandes, et peuvent également être transformés en tuyaux et pièces moulées sous des exigences particulières.
Les exigences de performance de l'alliage de résistance électrique : ① Il doit avoir une bonne résistance à l'oxydation (ou une résistance à la corrosion en atmosphère moyenne) et une résistance au fluage suffisante à haute température. ② Il doit avoir une résistivité élevée, le coefficient de température de résistivité doit être aussi bas que possible et il peut résister à un courant important. ③ Il doit avoir de bonnes performances de processus de production métallurgique et de bonnes performances de traitement de fabrication.
En 1906, le British Marsh (ALMarsh) a développé un alliage de résistance électrique nickel-chrome Cr20Ni80, les États-Unis FBLounsberry (FBLounsberry) en 1929, l'Union soviétique Kornilov (И.И.корнилов) et d'autres ont étudié le fer en 1934. Les propriétés physiques d'alliages Fe-Cr-Al avec Al2~6% et Cr7~13% ajoutés à l'alliage. Sur cette base, des alliages de résistance électrique de type Fe-Cr-Al sont réalisés. La Chine a fabriqué les deux types d'alliages à résistance électrique ci-dessus en 1949. Dans les années 1970, plus de 30 qualités d'alliages à résistance électrique ont été produites et appliquées dans divers pays, mais seules quelques qualités ont été produites en grande quantité et largement utilisées.
Types d'alliages de résistance électrique Les alliages de résistance électrique de type Ni-Cr-(Fe) sont à base de nickel ou de fer, contenant généralement Cr15-31% et Ni29-80%, présentant une structure austénitique. Par exemple, Cr20Ni30, Cr20Ni80, Cr30Ni70, etc., la température de fonctionnement maximale peut atteindre 950, 1 100, 1 200 degrés en séquence. Les propriétés peuvent être améliorées en ajoutant des oligo-éléments tels que Ca, Ce, Zr, Ti et Si à l'alliage. Les caractéristiques de ce type d'alliage sont que le film protecteur de surface est formé d'oxyde de chrome (Cr2O3), qui présente une forte résistance à la corrosion, une résistance à haute température et de bonnes performances de formage et de soudage. L'inconvénient est que le prix est élevé et qu'il ne convient pas à une utilisation dans une atmosphère contenant du soufre.
Les alliages de résistance électrique de type Fe-Cr-Al sont à base de fer, contenant 12-30% de Cr, 4-8% d'Al, un rapport approprié de Cr et d'Al et l'ajout d'oligo-éléments tels que La, Ce, Y, etc., pour obtenir des performances élevées des alliages de résistance électrique. Par exemple, Cr17Al5, Cr25Al5, Cr28Al8Ti, etc., la température de fonctionnement maximale peut atteindre 1050, 1200, 1300 degrés à tour de rôle. Ce type d'alliage est une structure de ferrite, avec des zones de fragilisation à environ 450 degrés C et 700 degrés C, respectivement. Lorsqu'il est utilisé pendant une longue période à haute température, les grains deviennent facilement grossiers, de sorte que la résistance au fluage à haute température et la ténacité à température ambiante sont faibles, mais la résistivité est élevée. , une bonne résistance à l'oxydation et bon marché, il est donc largement utilisé.
Le processus de production de l'alliage de résistance électrique doit être basé sur la composition chimique de l'alliage, en particulier le carbone, le phosphore, le soufre et les oligo-éléments ajoutés pour améliorer les performances de l'alliage et les exigences de pureté de l'alliage, en utilisant un four à arc électrique, un four à induction sous vide et une refusion électro-laitier, etc. Afin d'améliorer les performances de traitement de l'alliage, la désoxydation doit être renforcée pendant le processus de fusion pour éviter l'oxydation secondaire pendant la coulée des lingots et pour réduire la ségrégation et la structure cristalline colonnaire grossière.
Lors de l'usinage plastique à chaud des alliages de type Ni-Cr-(Fe), il faut éviter de les chauffer dans une atmosphère contenant du soufre afin d'éviter la formation de sulfure de nickel à bas point de fusion et de provoquer des fissures de surface dans la pièce. L'usinage plastique à froid de l'alliage est bon. Après chaque traitement de recuit et d'adoucissement, le taux de déformation par usinage à froid peut atteindre 60-80%.
Les alliages de type Fe-Cr-Al doivent empêcher la température de chauffage d'être trop élevée et le temps de chauffage trop long pendant le processus de travail à chaud pour éviter le grossissement des grains. La température de fin du travail à chaud n'est généralement pas supérieure à 850 degrés. Les propriétés de travail à froid de ce type d'alliage sont médiocres, donc le traitement de recuit de recristallisation doit être effectué à temps pendant le processus de travail à froid, et le processus de déformation uniforme doit être adopté et la lubrification doit être renforcée.
