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铁铬铝电热合⾦材料介绍 ⼀ 、材料特性
（⼀）基本特性
铁铬铝电热合⾦为铁素体组织合⾦。在⼤⽓中使⽤温度⾼ ，如 0Cr27AI、MO2 ⾼电阻电热合⾦ ，最⾼使⽤温度达 1400℃ , 且在较⾼ 使⽤温度下 ，使⽤寿命相对较⻓。因允许使⽤温度⾼ 、寿命⻓ ，元件表⾯负荷可选择较⾼值 ，升温快且节省合⾦材料。该合⾦电阻率 ⾼ ，设计元件时 ，选⽤较⼤规格合⾦材料可延⻓元件使⽤寿命 ；选⽤细规格合⾦材料可减少元件占⽤空间。
（⼆）抗氧化与耐腐蚀性能
1. 抗氧化性能 ：铁铬铝合⾦表⾯⽣成的 AI2O₃氧化膜结构致密 ，与基体粘着性好 ，不易散落造成污染。且 AI2O₃ 电阻率⾼ 、熔点⾼，赋予氧化膜优良的抗氧化性和较好的抗渗碳性能。
2. 耐腐蚀性 ：对含硫⽓氛及表⾯受含硫物污染时 ，铁铬铝合⾦具有良好的耐腐蚀性。
（三）材料缺陷
1. ⾼温强度低 ，随温度升⾼ ，塑性增⼤ ，1000℃以上使⽤时 ，元件因⾃⾝重量会慢慢伸⻓变形。
2. ⻓时间⾼温使⽤随炉冷却后 ，合⾦晶粒⻓⼤变脆 ，不能冷态弯曲。
3. 含钼材料的铁铬铝合⾦在加⼯成元件过程中易脆 ，操作时需特别注意。
优势
劣势
铁铬铝
耐⾼温
表⾯负荷可选⾼ ，升温快 ，节省材料
⾼温强度低
⾼温下 ，变形。
⾼电阻率
设计有优势 ，使⽤寿命⻓
脆性
冷却后变脆 ，含钼材料加⼯中也易脆
抗氧化性能佳
氧化铝层不易脱落 ，较好的抗渗碳性能
耐腐蚀
含硫⽓氛及硫化物耐腐蚀
⼆ 、使⽤要点
（⼀）最⾼使⽤温度
元件最⾼使⽤温度指元件在⼲燥空⽓中达到的表⾯温度 ，不能以炉膛或被加热体温度为依据。
实际炉膛温度低于发热元件温度 ，温差因电阻炉结构、传热⽅式及表⾯负荷⽽异。
敞开式直接热辐射时 ，电热元件温度⽐炉膛温度⾼约 100℃ ；包埋式或密封时 ，温差更⼤。
当电热元件温度接近最⾼使⽤温度或氧化温度达到极限时 ，氧化量增加 ，耐热性、⾼温强度恶化 ，元件易变形 ，甚⾄局部倒塌、短路 ，缩短使⽤寿命。
电热合⾦牌号多样 ，合⾦成分和规格不同 ，最⾼使⽤温度也不同。
通常 ，在最⾼使⽤温度下⼯作的合⾦元件 ，元线线径不⼩于 3.0mm ，扁带厚度不⼩于 2.0mm。
炉内⽓氛也会影响元件最⾼使⽤温度 ，腐蚀性⽓氛⼲扰氧化保护膜形成 ，缩短元件使⽤寿命 。
（⼆） 电阻温度系数
铁铬铝电热合⾦元件电阻随温度升⾼⽽变化 ，变化值⽤电阻温度系数表⽰。
电阻温度系数为正时 ，电阻随温度升⾼⽽增⼤ ；为负时 ，电阻随温度升⾼⽽降低。
铁铬铝合⾦因合⾦成分不同 ，Cr、AI 含量⾼ ，温度变化系数相对较⼩ ，0Cr2AIMO2 ⾼温合⾦材料具有较⼩的负电阻温度系数。
设计电热元件时 ，以实际使⽤温度下的电阻值（热态电阻）为依据 ，常⽤电阻温度修正系数 Ct（Ct ＝Rt∕R20 ，Rt 为⼯作温度电阻 ，R20 为常温电阻）表⽰合⾦元件温度变化情况 ，计算⼯作温度电阻 Rt 需将室温电阻乘以修正系数 Ct。
铁铬铝合⾦中铝是提⾼电阻率的主要元素 ，⾼温⻓时间使⽤虽会使铝损耗导致常温电阻率降低 ，但温度修正系数 Ct 相应增⼤ ，实际 使⽤时电阻率⼏乎不变。
（三）脆性
铁铬铝电热合⾦成品出⼚时塑性可满⾜绕制电热元件要求。
但在 900℃以上⾼温⻓期使⽤后 ，合⾦晶粒逐渐增⼤ ，塑性显著下降 ，造成⾼温脆化。
温度越⾼ 、时间越⻓ 、冷却速度越慢 ，冷却后脆化越严重 ，⼤尺⼨元件脆化更明显。
使⽤时应避免碰撞、剧烈振动 ，⾼温使⽤冷却后 ，不要拉伸或弯曲元件 ；修理时需轻拿轻放 ，如需拉直或弯曲 ，可加热到 600℃ - 800℃后进⾏ ，安装时做好⽀撑。
（四）⾼温强度
合⾦材料机械性能随温度升⾼⽽变化 ，抗拉强度随温度升⾼⽽降低。
如 0Cr2AI 合⾦在 900℃时抗拉强度为 34N∕mm2 ，蠕变强度为 2.5N∕mm2 ；1100℃时 ，蠕变强度为 0.3N∕mm2 ，⾼温下易变形。
镍铬合⾦抗强度及蠕变强度优于铁铬铝合⾦。
设计铁铬铝元件时 ，参数选择不当或安装⽀撑不妥 ，会因⾼温变形导致元件倒塌、短路等 ，影响使⽤寿命。合理确定元件形状尺⼨及 ⽀撑材料布局 ，可弥补这⼀缺陷。
三、抗腐蚀性能
（⼀）空⽓
铁铬铝合⾦在空⽓中⾼温使⽤时 ，表⾯形成氧化膜 ，保护合⾦不再被氧化。
800℃以下 ，氧化膜由 Fe2O₃、Cr2O₃和 AI2O₃组成 ；1000℃以上 ，主要由氧化铝组成。氧化膜厚度与合⾦耐热性有关。
本公司⽣产的铁铬铝合⾦出⼚前经过热处理 ，形成的氧化膜不纯、抗腐蚀性较差。
使⽤前对元件进⾏预氧化处理 ，可⽣成较纯氧化膜 ，延⻓使⽤寿命 ，预氧化⽅法是将元件在⼲燥空⽓中通电加热到低于最⾼使⽤温度 100℃ - 200℃ , 如 0Cr2AI 合⾦加热到 1050℃保温 7 - 10 ⼩时 ，然后随炉缓冷。
（⼆）其他⽓氛
1. 碳⽓、含碳、渗碳还原性⽓氛 ：温度不太⾼时 ，元件表⾯氧化膜可阻⽌碳化 ；1100℃以上 ，元件稳定性下降 ，可能被熔断。使⽤ 前对元件充分氧化或涂覆⾼温⽆机釉层 ，并定期再氧化 ，可增强使⽤寿命。渗碳炉中 ，可降低电压防⽌元件搁砖处积炭造成短路。
2. 卤族⽓氛 ：铁铬铝电热元件不能在带有卤素或其他化合物的⽓氛中使⽤ ，微量卤族元素也会严重腐蚀元件 ，制作元件时应避免⼿ 接触。
3. 含硫⽓氛 ：铁铬铝合⾦在含硫⽓氛中较稳定 ，但在含硫还原⽓氛中使⽤寿命会减少。
4. 含氢和含氮⽓氛 ：纯氢⽓对铁铬铝电热元件⽆害 ，氨分解⽓也⽆影响 ，但混有氨成分会缩短使⽤寿命。铁铬铝合⾦直接暴露在氮 ⽓中寿命⽐在空⽓中低 ，预氧化处理可使其在纯氮⽓中⾼温下保持稳定。
5. 含⽔蒸⽓的⽓氛 ：⽔蒸⽓会影响铁铬铝元件表⾯氧化膜保护层形成 ，降低元件使⽤寿命。
6. 盐类和氧化物 ：铁铬铝电热合⾦元件与多种盐类、氧化物接触 ，表⾯氧化保护层会被破坏 ，影响使⽤寿命。
7. 搪瓷和釉 ：搪瓷和釉中的有害化合物会影响铁铬铝元件使⽤寿命。
8. 熔化的⾦属和⾦属氧化物 ：⼀些熔化的⾦属及⾦属蒸汽会与铁铬铝电热合⾦反应并溶解元件 ，氧化铁斑点会妨碍氧化膜形成 ，氧 化铅会沉积在炉内较冷部位侵蚀元件。
9. 耐⽕材料 ：铁铬铝电热合⾦元件使⽤时应注意与耐⽕材料的接触部位 ，选择含氧化铝或氧化镁的耐⽕材料 ，或氧化铝含量⼤于
45％的黏⼟耐⽕砖 ，降低 SiO2和碱性氧化物含量 ，避免使⽤⽔玻璃作黏合剂 ，避免与⽯棉、矿渣接触。⾼温下 ，⽀撑材料需有⾜ 够绝缘电阻 ，防⽌因泄露电流过⼤导致元件损坏。
四、使⽤注意及寿命
使⽤注意事项 ⾼温变形与脆性
. ⾼温强度低 ，1000℃以上易变形 ，需优化⽀撑结构。
. ⻓期使⽤后晶粒粗化导致脆性 ，冷态禁⽌弯折 ，修复需加热⾄600-800℃。 环境适应性指南
环境类型
适⽤性建议
含碳/渗碳⽓氛
预氧化处理+表⾯涂釉 ，温度≤1100℃
⻧素/真空
禁⽤ （低真空低温可短期使⽤）
含硫/氢/氮⽓
适⽤ （氮⽓需预氧化）
⽔蒸⽓/盐类
避免接触 ，易腐蚀元件
使⽤温度规范
. 元件温度≠炉温 ，实际温差受炉体结构影响（如开放式炉温差约100℃) 。 . 推荐线径≥3.0mm ，扁带厚度≥2.0mm（详见型号与温度对应表）。
耐⽕材料选型
· 优选AI2O₃或MgO基材料（AI2O₃含量＞ 45%），避免含SiO2/Fe2O₃材质。
使⽤寿命
铁铬铝电热合⾦的使⽤寿命受合⾦成分、杂质、添加元素、使⽤条件及使⽤⽅式等多种因素影响 ，包括炉内⽓氛、⽀撑材料材质、使 ⽤温度、表⾯负荷、散热状况、加热冷却频率、操作⽅式及元件设计安装情况等。
选择较⼤规格合⾦线可增加单位表⾯积上的 AI 含量 ，延⻓元件使⽤寿命 ；降低表⾯负荷 ，可降低合⾦线温度 ，延⻓使⽤寿命。
本公司⽣产的铁铬铝、镍铬电热合⾦材料按现⾏国家标准（GB1234 - 95）进⾏快速寿命试验测定质量 ，该试验⽅法⽐实际使⽤条件 苛刻 ，只能反映产品抗氧化性能 ，不能代表元件实际使⽤寿命。使⽤中如遇使⽤寿命明显缩短 ，需综合分析合⾦材料及其他影响因素。
寿命优化策略
1. 规格选择 ：优先选⽤⼤线径/厚扁带 ，提升单位铝含量。
2. 预氧化处理 ：1050℃保温7-10⼩时 ，强化AI2O₃膜。
3. 负荷控制 ：合理设计表⾯负荷 ，避免超温氧化加速。
4. 安装维护 ：轻拿轻放 ，定期检查⽀撑结构 ，避免振动损伤。
四、质量保障与测试标准
国标认证 ：严格遵循GB1234-95 ，通过加速寿命试验（0.8mm样丝循环测试）。
实际寿命提⽰ ：受⼯况、安装等多因素影响 ，建议定期检查并优化使⽤条件（见表5⾼温蠕变强度对⽐）。
五、适⽤领域
⼯业电炉、热处理设备、陶瓷窑炉、渗碳炉等⾼温场景 ，需定制⽅案请联系技术团队。
六、可供应的规格范围、表⾯状态、尺⼨偏差
（1）⽶电阻值 绕轴光亮细丝
Φ> 0.05--0.12mm±8%
Φ>0.12-0.17mm ±7%
Φ>0.17-0.32mm±6% Φ>0.32-1.0mm ±5% 冷轧合⾦带材料±5%
（2）规格范围及表⾯状态 ：
品种
规格范围（ mm）
表⾯状态
冷拉合⾦线材
1.0-10.0
氧化退⽕
热轧合⾦盘元
8.0~§12.0
冷轧合⾦带材
厚度0.1~3.5宽度5.0~200.0
氧化退⽕
热轧合⾦带材
厚度3.0~6.0宽度12.0~60.0
绕轴光亮细丝
§0.07~§1.0
光亮退⽕
绕轴光亮扁丝
厚度0.05~1.5宽度0.5~6.0
光亮退⽕
. 光亮退⽕ ：合⾦材料在氨分解⽓保护下退⽕ ，软态供应。
. 氧化退⽕ ：合⾦材料在空⽓中退⽕ ，⽩⾊或者氧化⾊供应。 . 带材除特殊要求外 ，⼀般以退⽕后的氧化⾊供应。
（3）尺⼨偏差 ：冷拉合⾦线
直径（ mm）
允许偏差（ mm
直径（ mm）
允许偏差（ mm）
>0.05~0.10
±0.006
>1.00~3.00
±0.03
>0.10~0.20
±0.008
>3.00~5.50
±0.04
>0.20~0.30
±0.010
>5.50~7.50
±0.05
>0.30~0.50
±0.015
7.50~10.00
±0.08
>0.50~1.00
+0.02’-0.03
冷轧合⾦带材料表
厚度（ mm）
允许偏差（ mm）
允许偏差（ mm）
宽度（ mm）
切边
不切边
0.1~0.18
±0.010
5.0~10.0
-0.6
>0.18~0.30
±0.015
>10.0~15.0
-0.4
-0.7
>0.30~0.50
±0.020
>15.0~20.0
-1
>0.50~0.70
-0.1
>20.0~30.0
-1.2
>0.70~1.00
±0.030
>30.0~40.0
-1.3
>1.00~1.20
-0.01
>40.0~60.0
-0.7
±1.0
>1.20~1.60
±0.040
>60.0~100
>1.60~2.20
±0.050
>100~150
1
±5.0
>2.20~3.50
±0.07
>150~200
热轧合⾦带材
厚度（ mm）
允许偏差（ mm）
厚度（ mm）
允许偏差（ mm）
3.5~5.0
±0.25
12~-60
+2.0’-1.0
>5.0~6.0
±0.30
绕轴光亮扁丝
厚度（ mm）
允许偏差（ mm）
厚度（ mm）
允许偏差（ mm）
0.05~0.10
±0.010
≤1.0
±0.08
>0.10~0.20
±0.015
>1.0~1.50
±0.10
>0.20~0.30
±0.020
>1.50~2.0
±0.12
>0.30~0.50
+0.020’-0.030
>2.0~3.0
±0.18
0.50~0.70
±0.030
>3.0~4.0
±0.20
>0.70~1.50
±0.040
>4.0~6.0
±0.28
特别注意 ：尺⼨偏差和⽶电阻位不能同时要求满⾜
附 ：快速查阅图表
. 表1 ：铁铬铝电热合⾦性能参数
牌号
1Cr13AI4
1Cr21AI4
0Cr21AI6
0Cr23AI5
0Cr25AI5
0Cr21AI6Nb
性能
主要化学成分%
Fe
余量
余量
余量
余量
余量
余量
Cr
12.0~15.0
17.0~21.0
19.0~22.0
20.5~23.5
23.0~26.0
21.0~26.0
AI
4.0~6.0
2.0~4.0
5.0~7.0
4.2~5.3
4.5~6.5
5.0~7.0
Re
适量
适量
适量
适量
适量
适量
Mo
-
-
-
-
-
-
Nb
-
-
-
-
-
加⼊量0.5
最⾼使⽤温度 ( ℃)
950
1100
1250
1250
1250
1350
电阻率ρ
1.25±0.05
1.23±0.05
1.42±0.05
1.35±0.05
1.42±0.05
1.45±0.05
溶点 ( ℃)
1450
1500
1500
1500
1500
1510
电阻温度
800℃
1.132
1.154
1.046
1.07
1.04
0.99
修正系数
1000℃
1.15
1.172
1.052
1.087
1.04
0.99
(Ct)
1200℃
-
-
1.058
1.084
1.047
0.99
快速寿命值
温度 ( ℃)
900
1050
1200
1250
1250
1350
⼩时（ h）
≥80
≥80
≥80
≥80
≥80
≥80
密度
7.4
7.35
7.16
7.25
7.15
7.1
延伸率(%)
≥16
≥10
≥12
≥12
≥12
≥12
导热系数
52.7
46.9
63.2
60.2
46.1
46.1
⽐热（ 20℃)
0.49
0.49
0.52
0.46
0.494
0.494
线膨胀系数
15.4
13.5
14.7
15
16
16
抗拉强度(Mpa)
588~735
637~784
637~784
637~784
637~784
637~784
反复弯曲数(F/R)
≥5
≥5
≥5
≥5
≥5
≥5
显微组织
铁素体
铁素体
铁素体
铁素体
铁素体
铁素体
磁性
磁性
磁性
磁性
磁性
磁性
磁性
. 表2 ：线径/厚度与最⾼温度关系
最⾼使⽤温度
牌号
直径（ mm）
0Cr27AI7MO2
0Cr21AI6Nb
0Cr25AI5
0Cr23AI5
0Cr21AI6
1Cr21AI4
1Cr13AI4
0.15~0.40
-
-
900~1025
900~1025
900-1025
800~875
625~700
0.41-0.95
-
-
1025-1125
1025~1125
1025~1125
875~975
700~825
1.0~3.0
1225~1350
1175~1300
1125-1200
1125-1200
1125-1200
975-1050
825-900
>3.0
1400
1350
1250
1250
1250
1100
950
. 表3 ：炉内⽓氛适应性指南
最⾼使⽤温度
牌号
炉内⽓氛
0Cr27AI7MO2
0Cr21AI6Nb
0Cr25AI5
0Cr23AI5
0Cr21AI6
⼲燥空⽓
1400
1350
1350
1250
1300
潮组空⽓
1200
1150
1100
1050
1100
氢⽓
1400
1350
1300
1250
1300
氮⽓
980
950
900
900
900
氨分解⽓
1200
1150
1100
1050
1100
放热性⽓体10CO ，15H2,5CO2,60N2,
1150
1150
1100
1050
1100
吸热性⽓体CO,40H2,40N2
1050
1050
1000
950
1000
. 电阻温度系数
合⾦牌号
CU p1
温 度℃
20
100
200
300
400
500
OCr27AI7MO2
Ct
1
0.992
0.986
0.981
0.987
0.976
P1
1.53
1.518
1.509
1.501
1.496
1.493
0Cr21AI6Nb
Ct
1
0.997
0.996
0.994
0.991
0.99
P1
1.45
1.446
1.444
1.441
1.437
1.436
0Cr25AI5
Ct
1
1.002
1.005
1.008
1.013
1.021
P1
1.42
1.423
1.427
1.431
1.438
1.45
0Cr23AI5
Ct
1
1.002
1.007
1.014
1.024
1.036
P1
1.35
1.353
1.359
1.369
1.382
1.399
0Cr21AI6
Ct
1
1
1.002
1.006
1.011
1.02
P1
1.42
1.42
1.423
1.429
1.436
0.352777778
1Cr21AI4
Ct
1
1:011
1.025
1.042
1.061
1.058
P1
1.23
1.244
1.261
1.282
1.305
1.301
1Cr13AI4
Ct
1
1.005
1.014
1.028
1.044
1.064
P1
1.25
1.256
1.268
1.285
1.305
1.33
. 图1-4 ：氧化膜结构、腐蚀案例及元件安装⽰例
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