Το 0Cr13Al6Mo2 υψηλής αντοχής ηλεκτρικό κράμα θέρμανσης είναι υλικό ηλεκτρικού στοιχείου θέρμανσης υψηλής ποιότητας και αποδοτικού

Η ονομασία αυτού του κράματος είναι η συνταγή του, και η ανάγνωσή της είναι ο ταχύτερος τρόπος για να κατανοήσετε τι μπορεί και τι δεν μπορεί να κάνει. Το μηδέν μπροστά από το χρώμιο σημαίνει πολύ χαμηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα, κάτι που αποτελεί δήλωση σχετικά με τη συγκολλησιμότητα και τη ολκιμότητα μετά τη χρήση. Το 13 είναι το επίπεδο χρωμίου, το οποίο είναι χαμηλό για κράμα θέρμανσης. Το 6 είναι αλουμίνιο, το οποίο είναι υψηλό, και το 2 είναι μολυβδένιο.

Καθένας από αυτούς τους τρεις αριθμούς αγοράζει κάτι και κοστίζει κάτι. Το χρώμιο σχηματίζει το οξείδιο που προστατεύει το σύρμα, και είναι το ακριβό στοιχείο στη συνταγή, οπότε η μείωσή του μειώνει το κόστος του μετάλλου. Το αλουμίνιο σχηματίζει ένα οξείδιο που προστατεύει τουλάχιστον εξίσου καλά και κοστίζει πολύ λιγότερο, οπότε η αύξησή του αυξάνει τη θερμοκρασία λειτουργίας χωρίς να αυξάνει το κόστος του κράματος. Το μολυβδένιο αυξάνει την ειδική αντίσταση και βοηθά στην αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία. Το κόστος του αλουμινίου πληρώνεται σε ολκιμότητα, και αυτή είναι η ιδιότητα που παρατηρεί πρώτα ο αγοραστής.

Αυτή η σελίδα τοποθετεί την ποιότητα έναντι της δημοσιευμένης οικογένειας στην οποία ανήκει, δείχνει τι λένε τα δεδομένα της οικογένειας για το εμπόριο αλουμινίου και χρωμίου, και θέτει τα δύο πράγματα που πρέπει να πει μια προδιαγραφή για ένα κράμα υψηλού αλουμινίου που δεν χρειάζεται να πει για ένα κράμα νικελίου-χρωμίου.

Η ανταλλαγή μεταξύ χρωμίου και αλουμινίου είναι το κεντρικό γεγονός της οικογένειας σιδήρου-χρωμίου-αλουμινίου, και είναι ορατή στα δημοσιευμένα δεδομένα για τις ποιότητες γύρω από αυτήν. Ο παρακάτω πίνακας αναπαράγει τη σύνθεση και τις τιμές ιδιοτήτων για έξι ποιότητες από το εθνικό πρότυπο για κράματα θέρμανσης υψηλής αντίστασης.

Τρεις κανονικότητες μπορούν να διαβαστούν απευθείας από τον πίνακα, και εξηγούν τον σχεδιασμό της ποιότητας για την οποία αφορά αυτή η σελίδα.

Η πρώτη είναι ότι η μέγιστη θερμοκρασία στοιχείου αυξάνεται με το αλουμίνιο. Η ποιότητα με 3.0 έως 4.2% αλουμίνιο έχει ονομαστική τιμή 1.100 °C, και οι ποιότητες με 5.0 έως 7.0% έχουν ονομαστική τιμή από 1.250 έως 1.400 °C ανάλογα με το χρώμιο και την προσθήκη νιοβίου ή μολυβδενίου. Το αλουμίνιο είναι το στοιχείο που αγοράζει θερμοκρασία σε αυτήν την οικογένεια, και την αγοράζει φθηνότερα από το χρώμιο.

Η δεύτερη είναι ότι η ειδική αντίσταση αυξάνεται με το αλουμίνιο και με το μολυβδένιο. Η ποιότητα χαμηλού αλουμινίου βρίσκεται στα 1.23 μΩ·m, οι ποιότητες 5 έως 7% βρίσκονται στα 1.42 έως 1.43, και η ποιότητα με 2% μολυβδένιο βρίσκεται στα 1.53. Μια υψηλότερη ειδική αντίσταση σημαίνει μικρότερο σύρμα για την ίδια ισχύ στην ίδια τάση, κάτι που αποτελεί πραγματική εξοικονόμηση σε ένα θερμαντικό στοιχείο.

Η τρίτη είναι ότι η πυκνότητα μειώνεται καθώς αυξάνεται το αλουμίνιο, από 7.40 g/cm3 στην ποιότητα χαμηλού αλουμινίου σε 7.10 στις ποιότητες υψηλού αλουμινίου. Το αλουμίνιο είναι το ελαφρύ στοιχείο εδώ, οπότε ένα σύρμα ίδιας διαμέτρου ζυγίζει λιγότερο, και ο σχεδιαστής στοιχείων παίρνει ελαφρώς λιγότερη μάζα για το ίδιο μήκος.

Αυτές οι τρεις κανονικότητες δείχνουν επίσης γιατί μια ποιότητα με μόνο 13% χρώμιο μπορεί να είναι ενδιαφέρουσα. Το χρώμιο είναι το ακριβό μέρος της συνταγής, και αν το αλουμίνιο μπορεί να αναλάβει το μεγαλύτερο μέρος της αντοχής στην οξείδωση, τότε ένα χαμηλότερο επίπεδο χρωμίου μειώνει το κόστος του μετάλλου διατηρώντας μια χρήσιμη ικανότητα θερμοκρασίας. Αυτή είναι η λογική σχεδίασης του 0Cr13Al6Mo2, και είναι ο λόγος ύπαρξης της ποιότητας σε μια οικογένεια όπου τα περισσότερα μέλη βρίσκονται πάνω από 20% χρώμιο.

Ένα κράμα με 6% αλουμίνιο είναι ένα φερριτικό κράμα σιδήρου με μεγάλη ποσότητα αλουμινίου σε διάλυμα, και αυτή η δομή δεν είναι ολκιμή σε θερμοκρασία δωματίου. Τα δημοσιευμένα δεδομένα της οικογένειας δείχνουν την τάση πριν το αλουμίνιο φτάσει το 6%: η επιμήκυνση σε θραύση πέφτει από πάνω από 16% στην ποιότητα 4% αλουμινίου σε πάνω από 10% στην ποιότητα 7% αλουμινίου με μολυβδένιο, και η μείωση της περιοχής πέφτει από τη ζώνη 65 έως 75% προς το χαμηλότερο άκρο της ίδιας ζώνης.

Η πρακτική συνέπεια είναι ένας κανόνας κατασκευής που ένα κράμα νικελίου-χρωμίου δεν χρειάζεται. Ένα σύρμα σιδήρου-χρωμίου-αλουμινίου υψηλού αλουμινίου συνήθως τυλίγεται σε θερμοκρασία ή με ελάχιστη ακτίνα κάμψης, και μια ψυχρή κάμψη που θα δεχόταν μια ποιότητα 20% χρωμίου μπορεί να προκαλέσει ρωγμή σε μια ποιότητα 6% αλουμινίου. Ένα σχέδιο που καθορίζει μια σφιχτή μπούκλα και μια ψυχρή διαδικασία διαμόρφωσης έχει καθορίσει μια διαδρομή κατασκευής που το κράμα μπορεί να μην επιβιώσει, και η αστοχία εμφανίζεται ως ρωγμή στο εσωτερικό της μπούκλας και όχι ως σύντομη διάρκεια ζωής στη χρήση.

Υπάρχει μια δεύτερη ευθραυστότητα που ανήκει στην ίδια παράγραφο. Τα κράματα σιδήρου-χρωμίου-αλουμινίου περνούν από ένα εύθραυστο εύρος γύρω στους 475 °C, όπου μια φερριτική δομή διαχωρίζεται σε δύο φάσεις με διαφορετικές περιεκτικότητες σε χρώμιο και το κράμα χάνει την ανθεκτικότητά του. Ένα θερμαντικό στοιχείο που ψύχεται αργά μέσα από αυτό το εύρος, ή που διατηρείται σε αυτό, μπορεί να γίνει εύθραυστο χωρίς καμία αλλαγή στη σύνθεσή του. Η δημοσιευμένη περιγραφή της ποιότητας υψηλότερης θερμοκρασίας στην ίδια οικογένεια ονομάζει τους 475 °C ως το εύθραυστο εύρος θερμοκρασίας, και η ίδια προειδοποίηση ισχύει για οποιαδήποτε φερριτική ποιότητα της οικογένειας.

Η διάκριση μεταξύ θερμοκρασίας στοιχείου και θερμοκρασίας φούρνου στην τρίτη γραμμή είναι αυτή που προκαλεί τις περισσότερες διαφωνίες για έναν αποτυχημένο θερμαντήρα. Η ονομαστική θερμοκρασία στο πρότυπο είναι η θερμοκρασία του στοιχείου, και το στοιχείο λειτουργεί θερμότερα από τον φούρνο επειδή πρέπει να μεταφέρει τη θερμότητά του κάπου. Ένας φούρνος στους 1.100 °C μπορεί να περιέχει ένα στοιχείο που είναι πολύ πάνω από την ονομαστική του τιμή εάν το στοιχείο είναι ανεπαρκώς υποστηριζόμενο ή εάν έχει χαθεί το φορτίο.

Και οι δύο μεμβράνες προστατεύουν, και συμπεριφέρονται διαφορετικά σε υψηλή θερμοκρασία. Μια μεμβράνη οξειδίου χρωμίου σχηματίζεται γρήγορα και είναι λεπτή, και προστατεύει το κράμα κάτω από τη θερμοκρασία στην οποία το οξείδιο χρωμίου αρχίζει να εξατμίζεται. Μια μεμβράνη οξειδίου αλουμινίου είναι πιο σταθερή σε υψηλότερη θερμοκρασία, γι' αυτό οι ποιότητες υψηλού αλουμινίου της οικογένειας φτάνουν τους 1.250 έως 1.400 °C, ενώ η ποιότητα 13% χρωμίου με 4% αλουμίνιο έχει ονομαστική τιμή 950 °C.

Η μεμβράνη οξειδίου αλουμινίου επίσης αναπτύσσεται πιο αργά μόλις εγκατασταθεί, κάτι που είναι ο λόγος για την υψηλότερη ονομαστική θερμοκρασία. Είναι λιγότερο συγχωρητική κατά τις πρώτες ώρες χρήσης, επειδή η μεμβράνη πρέπει να σχηματιστεί πριν προστατεύσει, και ένα θερμαντικό στοιχείο συνήθως υποβάλλεται σε ελεγχόμενη προ-οξείδωση πριν τεθεί σε χρήση. Ένας προμηθευτής που αποστέλλει σύρμα χωρίς δηλωμένη κατάσταση επιφάνειας έχει αφήσει αυτό το βήμα στον πελάτη.

Αυτό είναι το δεύτερο πράγμα που πρέπει να λέει μια προδιαγραφή για ένα κράμα υψηλού αλουμινίου και ένα κράμα νικελίου-χρωμίου δεν χρειάζεται. Η κατάσταση της επιφάνειας κατά την παράδοση καθορίζει πώς σχηματίζεται η μεμβράνη στην πρώτη θέρμανση, και ένα σύρμα με σημάδια έλξης ή υπολειμματικό λιπαντικό το σχηματίζει άνισα. Μια φωτεινή ανόπτηση επιφάνειας και μια επιφάνεια που έχει υποστεί επεξεργασία με οξύ δεν είναι εναλλάξιμες για αυτόν τον σκοπό, και το σχέδιο πρέπει να ονομάζει μία.

Η σύγκριση εξηγεί γιατί υπάρχουν και οι δύο οικογένειες. Όπου η ατμόσφαιρα είναι οξειδωτική, η θερμοκρασία είναι υψηλή, και το στοιχείο μπορεί να υποστηριχθεί, η ποιότητα σιδήρου-χρωμίου-αλουμινίου είναι φθηνότερη και λειτουργεί θερμότερα. Όπου το στοιχείο είναι μη υποστηριζόμενο, όπου η ατμόσφαιρα εναλλάσσεται μεταξύ οξειδωτικής και αναγωγικής, ή όπου το σύρμα πρέπει να τυλιχτεί κρύο, η ποιότητα νικελίου-χρωμίου είναι αυτή που επιβιώνει την κατασκευή και τη χρήση.

Το εθνικό πρότυπο για κράματα θέρμανσης υψηλής αντίστασης καλύπτει σύρμα ελκόμενο, λωρίδα ελασματοποιημένη, ράβδο και ελατήριο, και η ποιότητα παραγγέλλεται με βάση τη μορφή καθώς και τη σύνθεση. Οι μορφές που έχουν σημασία για ένα θερμαντικό στοιχείο είναι το σύρμα για ένα ελικοειδές στοιχείο, η λωρίδα για ένα χαραγμένο φύλλο ή ένα επίπεδο στοιχείο, και η ράβδος για μια βαριά διατομή.

Η DLX προμηθεύει κράματα θέρμανσης σιδήρου-χρωμίου-αλουμινίου στην Changzhou, Jiangsu, σε σύρμα από 0.025 mm, στρογγυλή ράβδο έως 50 mm, και λωρίδα από 0.50 mm έως 2.5 mm πάχος, μαζί με τις ποιότητες νικελίου-χρωμίου που χρησιμοποιούνται όπου ένα κράμα υψηλού αλουμινίου είναι η λανθασμένη επιλογή. Το υλικό παραδίδεται σύμφωνα με το πρότυπο που αναφέρεται στην παραγγελία, με πιστοποιητικό EN 10204 3.1 κατόπιν αιτήματος και τον αριθμό θερμικής επεξεργασίας ανιχνεύσιμο στα αποτελέσματα των δοκιμών.

Οι δύο ερωτήσεις που καθορίζουν μια προσφορά είναι η θερμοκρασία του στοιχείου και η διαδρομή κατασκευής. Μια ποιότητα που είναι σωστή για τη θερμοκρασία μπορεί ακόμα να αποτύχει στη διαδικασία περιέλιξης, και ένας προμηθευτής που γνωρίζει την ακτίνα κάμψης και τη διάμετρο του πηνίου μπορεί να το πει πριν κοπεί το σύρμα.

Το μηδέν είναι πολύ χαμηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα. Το 13 είναι περίπου 13% χρώμιο, το 6 είναι περίπου 6% αλουμίνιο, και το 2 είναι περίπου 2% μολυβδένιο. Το επίπεδο άνθρακα διατηρείται χαμηλά ώστε λιγότερο χρώμιο να καταναλώνεται ως καρβίδιο, το χρώμιο σχηματίζει το βασικό οξείδιο, το αλουμίνιο αυξάνει τη θερμοκρασία που μπορεί να αντέξει το οξείδιο, και το μολυβδένιο αυξάνει την ειδική αντίσταση και την αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία.

Επειδή το χρώμιο είναι το ακριβό στοιχείο και το αλουμίνιο μπορεί να αναλάβει μεγάλο μέρος της αντοχής στην οξείδωση. Τα δημοσιευμένα δεδομένα της οικογένειας δείχνουν ποιότητες με 21 έως 27% χρώμιο που φτάνουν τους 1.250 έως 1.400 °C, και μια ποιότητα με 12 έως 15% χρώμιο με 4 έως 6% αλουμίνιο που φτάνει τους 950 °C. Μια ποιότητα με 13% χρώμιο και 6% αλουμίνιο είναι μια προσπάθεια να αγοραστεί περισσότερη θερμοκρασία με αλουμίνιο, διατηρώντας χαμηλό το κόστος του χρωμίου.

Ένα φερριτικό κράμα υψηλού αλουμινίου έχει περιορισμένη ολκιμότητα σε θερμοκρασία δωματίου, οπότε μια σφιχτή ψυχρή μπούκλα είναι ρίσκο. Τα δημοσιευμένα δεδομένα για την οικογένεια δείχνουν την επιμήκυνση σε θραύση να πέφτει από πάνω από 16% στην ποιότητα 4% αλουμινίου σε πάνω από 10% στην ποιότητα 7% αλουμινίου με μολυβδένιο. Η περιέλιξη σε θερμοκρασία, μια ελάχιστη ακτίνα κάμψης, ή μια ανόπτηση πριν τη διαμόρφωση είναι οι συνήθεις απαντήσεις, και το σχέδιο πρέπει να ονομάζει μία.

Είναι μια απώλεια ανθεκτικότητας σε φερριτικά κράματα σιδήρου-χρωμίου-αλουμινίου γύρω στους 475 °C, που προκαλείται από τον διαχωρισμό του φερρίτη σε δύο φάσεις με διαφορετικές περιεκτικότητες σε χρώμιο. Ένα θερμαντικό στοιχείο που ψύχεται αργά μέσα από αυτό το εύρος, ή που διατηρείται σε αυτό, μπορεί να γίνει εύθραυστο χωρίς καμία αλλαγή στη σύνθεση. Η δημοσιευμένη περιγραφή της ποιότητας υψηλότερης θερμοκρασίας στην ίδια οικογένεια ονομάζει τους 475 °C ως το εύθραυστο εύρος θερμοκρασίας.

Επειδή το στοιχείο πρέπει να λειτουργεί θερμότερα από τον φούρνο για να μεταφέρει θερμότητα σε αυτόν. Η μέγιστη θερμοκρασία στοιχείου στο πρότυπο είναι η θερμοκρασία του σύρματος, και ένας φούρνος σε μια δεδομένη θερμοκρασία μπορεί να περιέχει ένα στοιχείο που είναι πάνω από την ονομαστική του τιμή εάν το στοιχείο είναι ανεπαρκώς υποστηριζόμενο ή εάν έχει χαθεί το φορτίο. Μια προδιαγραφή που αναφέρει τη θερμοκρασία του φούρνου έχει αναφέρει τον λάθος αριθμό.

Το κράμα σιδήρου-χρωμίου-αλουμινίου έχει υψηλότερη ειδική αντίσταση, υψηλότερη θερμοκρασία στοιχείου, χαμηλότερο κόστος κράματος και πολύ χαμηλότερη ολκιμότητα σε θερμοκρασία δωματίου. Το κράμα νικελίου-χρωμίου έχει χαμηλότερη ειδική αντίσταση, χαμηλότερη θερμοκρασία στοιχείου, υψηλότερο κόστος κράματος και επαρκή ολκιμότητα για να τυλιχτεί κρύο. Όπου το στοιχείο είναι υποστηριζόμενο και η ατμόσφαιρα είναι οξειδωτική, το κράμα σιδήρου-χρωμίου-αλουμινίου είναι συνήθως η φθηνότερη λύση.

Η ονομασία 0Cr13Al6Mo2 είναι μια δήλωση σχεδιασμού: χαμηλός άνθρακας για συγκολλησιμότητα, χαμηλό χρώμιο για κόστος, υψηλό αλουμίνιο για θερμοκρασία, και μολυβδένιο για ειδική αντίσταση και αντοχή. Τα δεδομένα της οικογένειας επιβεβαιώνουν τη λογική, με τη μέγιστη θερμοκρασία στοιχείου να αυξάνεται από 950 °C στο 4% αλουμινίου σε 1.400 °C στο 7% αλουμινίου με μολυβδένιο, και την ειδική αντίσταση να αυξάνεται από 1.23 σε 1.53 μΩ·m σε αυτό το σύνολο ποιοτήτων.

Το κόστος του σχεδιασμού είναι η ολκιμότητα, και εμφανίζεται δύο φορές. Ένα σύρμα υψηλού αλουμινίου αντιστέκεται στην ψυχρή περιέλιξη, και ένα φερριτικό κράμα γίνεται εύθραυστο γύρω στους 475 °C εάν ψύχεται αργά μέσα από αυτό το εύρος. Μια προδιαγραφή που ονομάζει τη θερμοκρασία του στοιχείου, τη διαδρομή περιέλιξης και την κατάσταση της επιφάνειας έχει καλύψει τα τρία στοιχεία που αποφασίζουν εάν το σύρμα επιβιώνει τόσο την κατασκευή όσο και τη χρήση.

GB/T 1234, κράματα υψηλής αντίστασης για ηλεκτρική θέρμανση, ως εθνικό πρότυπο για τις ποιότητες, μορφές και τιμές ιδιοτήτων που αναφέρονται για την οικογένεια σιδήρου-χρωμίου-αλουμινίου.

Δημοσιευμένος πίνακας ιδιοτήτων για κράματα θέρμανσης υψηλής αντίστασης σιδήρου-χρωμίου-αλουμινίου σύμφωνα με το GB/T 1234, δίνοντας εύρη σύνθεσης, μέγιστη θερμοκρασία στοιχείου, ειδική αντίσταση στους 20 °C, πυκνότητα, θερμική αγωγιμότητα, συντελεστή διαστολής, σημείο τήξης, αντοχή σε εφελκυσμό, επιμήκυνση, μείωση περιοχής και σκληρότητα για 1Cr13Al4, 0Cr21Al4, 0Cr21Al5, 0Cr21Al6, 0Cr21Al6Nb και 0Cr27Al7Mo2.

Δημοσιευμένη περιγραφή του 0Cr27Al7Mo2 σύμφωνα με το GB/T 1234-2012, σημειώνοντας ότι η ψυχρή μορφοποιησιμότητα και η συγκολλησιμότητα είναι χαμηλές στην κατάσταση παράδοσης και ότι οι 475 °C είναι το εύθραυστο εύρος θερμοκρασίας για τη φερριτική δομή.

Δημοσιευμένα τεχνικά δεδομένα για κράματα θέρμανσης σιδήρου-χρωμίου-αλουμινίου, περιγράφοντας την κλίμακα οξειδίου αλουμινίου, τη σταθερότητά της σε υψηλή θερμοκρασία και τη θεραπεία προ-οξείδωσης που χρησιμοποιείται πριν από τη χρήση.

Δημοσιευμένη σύγκριση κραμάτων αντίστασης σιδήρου-χρωμίου-αλουμινίου και νικελίου-χρωμίου, καλύπτοντας την ειδική αντίσταση, τη μέγιστη θερμοκρασία, την ολκιμότητα και τη συμπεριφορά σε αναγωγικές ατμόσφαιρες.

Μορφές προϊόντων GB/T 1234, καλύπτοντας σύρμα ελκόμενο, λωρίδα ελασματοποιημένη, ράβδο και ελατήριο ως μορφές παράδοσης για τις ονομαζόμενες ποιότητες.

ASTM B603, πρότυπο προδιαγραφής για σύρμα κράματος σιδήρου-χρωμίου-αλουμινίου για ηλεκτρική αντίσταση και θέρμανση, ως συγκρίσιμο έγγραφο εκτός του συστήματος προτύπων της Κίνας.

EN 10204, έγγραφα επιθεώρησης, για τον ορισμό του πιστοποιητικού 3.1 ως έγγραφο που φέρει πραγματικά αποτελέσματα δοκιμών και επικυρώνεται από τον ανεξάρτητο εκπρόσωπο επιθεώρησης του κατασκευαστή.

Τα εύρη σύνθεσης και οι τιμές ιδιοτήτων που αναφέρονται εδώ είναι οι δημοσιευμένες τιμές για τα μέλη της οικογένειας που ονομάζονται, και δεν αποτελούν πιστοποιητικό για μια παραδοθείσα παρτίδα. Οι ιδιότητες του ίδιου του 0Cr13Al6Mo2 πρέπει να λαμβάνονται από την τρέχουσα έκδοση του ισχύοντος προτύπου και από το φύλλο δεδομένων του προμηθευτή για τη συγκεκριμένη μορφή και μέγεθος, επειδή οι τιμές για μια ποιότητα επηρεάζονται από τη διαδρομή έλξης και ανόπτησης. Η μέγιστη θερμοκρασία στοιχείου είναι ιδιότητα του σύρματος σε μια δηλωμένη ατμόσφαιρα και όχι ιδιότητα του φούρνου, και υποθέτει ένα υποστηριζόμενο στοιχείο με καθορισμένη μεταφορά θερμότητας. Η ευθραυστότητα στους 475 °C και ο περιορισμός ψυχρής περιέλιξης ισχύουν γενικά για την φερριτική οικογένεια και η σοβαρότητά τους εξαρτάται από την περιεκτικότητα σε αλουμίνιο και από το θερμικό ιστορικό. Οι προδιαγραφές προϊόντων αναθεωρούνται, και η έκδοση που αναφέρεται στην παραγγελία υπερισχύει. Τίποτα σε αυτήν τη σελίδα δεν υποκαθιστά μια μηχανική έκδοση ή τις δοκιμές πιστοποίησης που συμφωνούνται μεταξύ αγοραστή και προμηθευτή.