المواد السبائكية المستخدمة في صناعة عناصر التسخين الكهربائية. عندما يتم تمرير تيار كهربائي عبر عنصر السبيكة، يتم إنتاج تأثير جول، الذي يحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية.
يتم تصنيع منتجات سبائك المقاومة الكهربائية عمومًا على شكل قضبان، وأسلاك، وقضبان سلكية في ملفات وشرائط، ويمكن أيضًا تصنيعها في الأنابيب والمسبوكات وفقًا لمتطلبات خاصة.
متطلبات الأداء لسبيكة المقاومة الكهربائية: ① يجب أن تتمتع بمقاومة جيدة للأكسدة (أو مقاومة للتآكل في الغلاف الجوي المتوسط) ومقاومة زحف كافية عند درجة حرارة عالية. ② يجب أن تتمتع بمقاومة عالية، ويجب أن يكون معامل درجة الحرارة للمقاومة منخفضًا قدر الإمكان، ويمكنها تحمل تيار كبير. ③ ينبغي أن يكون لها أداء جيد في عملية الإنتاج المعدني وأداء معالجة التصنيع.
في عام 1906، طور الأهوار البريطاني (ALMarsh) سبيكة مقاومة كهربائية من النيكل والكروم Cr20Ni80، والولايات المتحدة FBLounsberry (FBLounsberry) في عام 1929، والاتحاد السوفييتي كورنيلوف (И.И.корнилов) وآخرون درسوا الحديد في عام 1934. من سبائك Fe-Cr-Al مع إضافة Al2~6% وCr7~13% إلى السبيكة. على هذا الأساس، يتم تصنيع سبائك المقاومة الكهربائية من نوع Fe-Cr-Al. صنعت الصين النوعين المذكورين أعلاه من سبائك المقاومة الكهربائية في عام 1949. وفي السبعينيات، تم إنتاج وتطبيق أكثر من 30 درجة من سبائك المقاومة الكهربائية في بلدان مختلفة، ولكن تم إنتاج عدد قليل فقط من الدرجات بكميات كبيرة واستخدامها على نطاق واسع.
أنواع سبائك المقاومة الكهربائية تعتمد سبائك المقاومة الكهربائية من النوع Ni-Cr-(Fe) على النيكل أو الحديد، والتي تحتوي بشكل عام على Cr15-31% وNi29-80%، مما يظهر بنية الأوستنيتي. على سبيل المثال، Cr20Ni30، Cr20Ni80، Cr30Ni70، وما إلى ذلك، يمكن أن تصل درجة حرارة التشغيل القصوى إلى 950، 1100، 1200 درجة على التوالي. يمكن تحسين الخصائص عن طريق إضافة العناصر النزرة مثل Ca وCe وZr وTi وSi إلى السبيكة. خصائص هذا النوع من السبائك هي أن الطبقة الواقية للسطح تتكون من أكسيد الكروم (Cr2O3)، الذي يتمتع بمقاومة قوية للتآكل، وقوة درجة حرارة عالية، وأداء جيد في التشكيل واللحام. عيبه أن سعره مرتفع، ولا يصلح للاستخدام في الأجواء التي تحتوي على الكبريت.
تعتمد سبائك المقاومة الكهربائية من نوع Fe-Cr-Al على الحديد، وتحتوي على 12-30% Cr، 4-8% Al، ونسبة مناسبة من Cr وAl وإضافة العناصر النزرة مثل La وCe وY وما إلى ذلك. للحصول على أداء عالي للسبائك ذات المقاومة الكهربائية. على سبيل المثال، Cr17Al5، Cr25Al5، Cr28Al8Ti، وما إلى ذلك، يمكن أن تصل درجة حرارة التشغيل القصوى إلى 1050، 1200، 1300 درجة على التوالي. هذا النوع من السبائك عبارة عن هيكل من الفريت، مع مناطق التقصف عند حوالي 450 درجة مئوية و700 درجة مئوية، على التوالي. عند استخدامها لفترة طويلة في درجة حرارة عالية، يتم خشونة الحبوب بسهولة، وبالتالي فإن مقاومة زحف درجات الحرارة العالية وصلابة درجة حرارة الغرفة تكون منخفضة، ولكن المقاومة عالية. ، مقاومة جيدة للأكسدة، ورخيصة، لذلك يتم استخدامها على نطاق واسع.
يجب أن تعتمد عملية إنتاج صهر سبائك المقاومة الكهربائية على التركيب الكيميائي للسبائك، وخاصة الكربون والفوسفور والكبريت والعناصر النزرة المضافة لتحسين أداء السبائك ومتطلبات نقاء السبائك، باستخدام فرن القوس الكهربائي وفرن الحث الفراغي وإعادة صهر الخبث الكهربائي، وما إلى ذلك. من أجل تحسين أداء معالجة السبائك، يجب تعزيز إزالة الأكسدة أثناء عملية الصهر لمنع الأكسدة الثانوية أثناء صب السبائك، وتقليل الفصل والبنية البلورية العمودية الخشنة.
يجب أن تتجنب معالجة البلاستيك الساخن للسبائك من النوع Ni-Cr-(Fe) التسخين في جو يحتوي على الكبريت لمنع تكوين كبريتيد النيكل منخفض الذوبان والتسبب في حدوث تشققات سطحية في قطعة العمل. قابلية تشغيل البلاستيك البارد للسبائك جيدة. بعد كل معالجة تليين وتليين، يمكن أن يصل معدل التشوه أثناء العمل البارد إلى 60-80%.
يجب أن تمنع سبائك نوع Fe-Cr-Al ارتفاع درجة حرارة التسخين بشكل مفرط وطول وقت التسخين أثناء عملية التشغيل الساخن لتجنب خشونة الحبوب. لا تزيد درجة حرارة نهاية التشغيل الساخن بشكل عام عن 850 درجة. خصائص التشغيل البارد لهذا النوع من السبائك ضعيفة، لذلك يجب إجراء معالجة إعادة التبلور والتلدين في الوقت المناسب أثناء عملية التشغيل البارد، ويجب اعتماد عملية التشوه المنتظم وتعزيز التزييت.
