化学组成
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元素
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Min
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Max
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C
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–
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0.15
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Si
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0.5
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2
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Mn
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–
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1
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P
|
–
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0.02
|
S
|
–
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0.015
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Cr
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19
|
21
|
Ni
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75
|
–
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Al
|
–
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0.3
|
Cu
|
–
|
0.5
|
Fe
|
–
|
1
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80/20镍铬
工作温度可达 1200°C (2200°F) 的合金丝。它的化学组成赋予它良好的抗氧化性,尤其是在频繁切换或大范围温度波动的场合中。
80/20镍铬电阻丝也称为镍铬合金/ Nicrove V,Brightray C,Cronix 80,Nicrothal 80,Chromalloy,Chromel和Gilphy 80
W. Nr. 2.4869
UNS N06003
AWS 080
Cr20Ni80 镍铬合金性能参数
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密度
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8.31g/cm³
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0.300 lb/in³
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20°C 时的电阻率
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108 microhm • cm
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650 ohm. Circ. mil/ft
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最大工作温度
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1200 °C
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2200 °F
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用作电热元件时
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300 °C
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572 °F
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用于热切割、制造 – 管线弯折
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熔点
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1400 °C
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2550 °F
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膨胀系数
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12.5 µm/m °C (20 – 100°C)
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7.0 x 10-6 in/in °F (70 – 212°F)
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家用和工业电器中以及控制电阻器中的电热元件Cr20Ni80 镍铬合金具有良好的加工塑性,耐腐蚀性强,无磁性,根据 GB /T 1234—1995《高电阻电热合
金》显示最高使用温度可达 1200 ℃,但由于电热丝在长时间通电加热时,会随着温度的升高受热膨胀,会出现“搭落”现象,严重时会发生短路。电热丝通电受热后膨胀问题主要指的是形变,要减少形变实际上就是要降低材料的膨胀系数,而对于一定成分的合金而言,影响它的因素取决于它的化学成分和组织结构。热处理工艺对合金的晶粒度、强化相的沉淀和溶解、析出相的数量和颗粒尺寸甚至晶界状态等都有影响。
Cr20Ni80 镍铬合金电热丝热处理
1) Cr20Ni80 电热丝经1150 ℃ 固溶处理保温10 min 后水冷,合金碳化物基本溶解,获得了单相奥氏体。
2) Cr20Ni80 电热丝经900 ℃ × 10 h 时效处理后,合金中的强化相析出量增多,硬度上升。
3) 930 ℃ × 10 h 时效处理后,合金碳化物在晶界晶内均有析出,线膨胀系数下降。
4) Cr20Ni80 电热丝的最佳热处理工艺: 1150 ℃固溶处理 + 930 ℃ × 10 h 时效。
Cr20Ni80 电热合金在 1000 ℃的高温氧化行为
(1) Cr20Ni80 电热合金在 1000℃下 25 h 内的氧化近似符合抛物线规律, 文中通过实验获得氧化动力学模型,经验证与实际实验吻合良好。
(2) 在氧化膜与基体的界面处出现 Si 元素的富集; 在氧化前期, 基体表面生长出了类似于塔状的结构; 随着氧化时间的增长氧化膜出现了层裂现象;构
成氧化膜的氧化物颗粒随氧化时间的延长逐渐变大,直至破裂; 氧化物颗粒出现破裂的原因可能是构成氧化膜的 Cr2O3 在高温下生成了具有挥发性的 CrO3。
(3) 0~25 h 氧化过程中氧化机制并没有发生变化,但氧化产物及氧化进程随时间延续发生变化。