电阻加热合金的寿命取决于许多因素,其中比较重要的因素有:
由于每种应用的这些因素各不相同,因此很难给出预期寿命的一般准则。 下面提供了一些重要设计因素的建议。
加热时,电阻加热合金的表面上会形成氧化层,从而延缓材料的进一步氧化。 为此,氧化层必须致密并且能够防止气体和金属离子的扩散。 它还必须很薄,并且不受温度影响而粘附在金属上。 Kanthal® 合金上的保护性氧化层在高于 1000°C (1830°F) 的温度下形成,主要由氧化铝 (Al2O3) 组成, 其颜色为浅灰色,而在较低温度(低于 1000°C (1830°F))下,氧化物颜色会变深。 氧化铝层具有出色的电绝缘性能,并且对大多数化合物具有良好的耐化学性。
Nikrothal® 合金上形成的氧化物主要由氧化铬 (Cr2O3) 组成, 其颜色较深,电绝缘性能比氧化铝差。
相比 Kanthal® 合金上形成的更致密的氧化层,Nikrothal® 合金上的氧化层更容易剥落和蒸发。
Kanthal® 和 Nikrothal® 合金的表格中给出了根据 ASTM B 78(修订版)进行的多项寿命测试的结果。 在表中,Kanthal® A-1 线材在 1200°C (2190°F) 下的耐用性设为 100%,其他合金的耐用性与该数字相关。
腐蚀性或潜在腐蚀性成分会大大缩短线材寿命。 出汗的手、安装或支撑材料或污染物都可能导致腐蚀。
蒸汽会缩短线材寿命。 这种效应在 Nikrothal® 合金上比在 Kanthal® 合金上更为明显。
卤素(氟、氯、溴和碘)在非常低的温度下会严重侵蚀所有高温合金。
在含硫气氛中,Kanthal® 合金的耐用性要比镍基合金好得多。
Kanthal® 在含硫氧化气体中特别稳定,而含硫还原气体则会缩短其使用寿命。
Nikrothal® 合金对硫敏感。
高浓度的碱金属盐、硼化合物等对电阻加热合金有害。
一些熔融金属(如锌、黄铜、铝和铜)会与电阻合金发生反应。 因此,应防止熔融金属飞溅到元件上。
必须特别注意与加热线材直接接触的陶瓷支架。 用于线材支撑的耐火砖的氧化铝含量应至少为 45%。 在高温应用中,通常建议使用硅线石和高铝耐火砖。 游离二氧化硅(未结合的石英)含量应保持在较低水平。 氧化铁 (Fe2O3) 含量必须尽可能低,最好低于 1%。 必须避免在水泥中使用水玻璃作为粘合剂。
如果由氧化铝、硅酸铝、氧化镁或锆石组成,则大多数包埋化合物(包括陶瓷纤维)适用于 Kanthal® 和 Nikrothal®。
合金 | 直径 | |||||||
0.15 – 0.40 mm | 0.0059 – 0.0157 in | 0.41 – 0.95mm | 0.0161 – 0.0374 in | 1.0 – 3.0 mm | 0.039 – 0.18 in | >3.0 mm | >0.118 in | |
°C | °F | °C | °F | °C | °F | °C | °F | |
Kanthal® AF | 900 – 1100 | 1650 – 2010 | 1100 – 1225 | 2010 – 2240 | 1225 – 1275 | 2240 – 2330 | 1300 | 2370 |
Kanthal® A | 925 – 1050 | 1700 – 1920 | 1050 – 1175 | 1920 – 2150 | 1175 – 1250 | 2150 – 2280 | 1350 | 2460 |
Kanthal® AE | 950 – 1150 | 1740 – 2100 | 1150 – 1225 | 2100 – 2240 | 1225 – 1250 | 2240 – 2280 | 1300 | 2370 |
Kanthal® D | 925 – 1025 | 1700 – 1880 | 1025 – 1100 | 1880 – 2010 | 1100 – 1200 | 2010 – 2190 | 1300 | 2370 |
Nikrothal® 80 | 925 – 1000 | 1700 – 1830 | 1000 – 1075 | 1830 – 1970 | 1075 – 1150 | 1970 – 2100 | 1200 | 2190 |
Nikrothal® TE | 925 – 1000 | 1700 – 1830 | 1000 – 1075 | 1830 – 1970 | 1075 – 1150 | 1970 – 2100 | 1200 | 2190 |
Nikrothal® 60 | 900 – 950 | 1650 – 1740 | 950 – 1000 | 1740 – 1830 | 1000 – 1075 | 1830 – 1970 | 1150 | 2100 |
Nikrothal® 40 | 900 – 950 | 1650 – 1740 | 950 – 1000 | 1740 – 1830 | 1000 – 1050 | 1830 – 1920 | 1100 | 2010 |
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