0Cr13Al6Mo2 yüksek dirençli elektrikli ısıtma alaşımı, yüksek kaliteli ve verimli bir elektrikli ısıtma elemanı malzemesidir

Bu alaşımın adı onun formülüdür ve onu okumak, neler yapabileceğini ve neleri yapamayacağını anlamanın en hızlı yoludur. Kromun önündeki sıfır, çok düşük bir karbon içeriği anlamına gelir ki bu, kaynaklanabilirlik ve servis sonrası süneklik hakkında bir ifadedir. 13, krom seviyesidir ve bu, bir ısıtma alaşımı için düşüktür. 6 alüminyumdur, bu yüksektir ve 2 molibden.

Bu üç sayının her biri bir şey kazandırır ve bir şey maliyetler. Krom, teli koruyan oksidi oluşturur ve formüldeki pahalı elementtir, bu nedenle onu düşürmek metal maliyetini düşürür. Alüminyum, en azından iyi koruyan ve çok daha ucuza mal olan bir oksit oluşturur, bu nedenle onu yükseltmek, alaşım maliyetini artırmadan servis sıcaklığını yükseltir. Molibden, direnci artırır ve sıcaklıkta mukavemete yardımcı olur. Alüminyumun maliyeti süneklik ile ödenir ve bir alıcının ilk fark ettiği özelliktir.

Bu sayfa, derecelendirmeyi ait olduğu yayınlanmış aileye karşı yerleştirir, aile verilerinin alüminyum ve krom ticaretini ne söylediğini gösterir ve yüksek alüminyum alaşımı hakkında bir spesifikasyonun nikel-krom derecesi hakkında söylemesi gerekmeyen iki şeyi ortaya koyar.

Krom ve alüminyum arasındaki ticaret, demir-krom-alüminyum ailesinin merkezi gerçeğidir ve bu, bu derecenin etrafındaki yayınlanmış derecelerde görülebilir. Aşağıdaki tablo, yüksek dirençli ısıtma alaşımları için ulusal standarddan altı derecenin bileşim ve özellik değerlerini yeniden üretmektedir.

Bu tablodan üç düzenlilik doğrudan okunabilir ve bu, bu sayfanın ilgili olduğu derecenin tasarımını açıklar.

Birincisi, maksimum element sıcaklığının alüminyum ile yükselmesidir. %3.0 ila %4.2 alüminyumdaki derece 1.100 °C'ye, %5.0 ila %7.0'deki dereceler ise krom ve niyobyum veya molibden eklenmesine bağlı olarak 1.250 ila 1.400 °C'ye kadar derecelendirilmiştir. Alüminyum, bu ailede sıcaklık kazandıran elementtir ve bunu kromdan daha ucuza satın alır.

İkincisi, direncin alüminyum ve molibden ile yükselmesidir. Düşük alüminyum derecesi 1.23 μΩ·m'de, %5 ila %7 dereceleri 1.42 ila 1.43'te ve %2 molibden içeren derece 1.53'te yer alır. Daha yüksek bir direnç, aynı voltajda aynı güç için daha kısa bir tel anlamına gelir ki bu, bir ısıtma elemanında gerçek bir tasarruftur.

Üçüncüsü, alüminyum yükseldikçe yoğunluğun düşmesidir, düşük alüminyum derecesindeki 7.40 g/cm3'ten yüksek alüminyum derecelerindeki 7.10'a. Alüminyum buradaki hafif elementtir, bu nedenle aynı çaptaki bir tel daha az ağırlığa sahiptir ve eleman tasarımcısı aynı uzunluk için biraz daha az kütle elde eder.

Bu üç düzenlilik, neden sadece %13 kromlu bir derecenin ilginç olabileceğini de gösterir. Krom, formülün pahalı parçasıdır ve alüminyum oksidasyon direncini büyük ölçüde taşıyabiliyorsa, daha düşük bir krom seviyesi, kullanışlı bir sıcaklık kapasitesini korurken metal maliyetini düşürür. Bu, 0Cr13Al6Mo2'nin tasarım mantığıdır ve derecenin çoğu üyesinin %20 kromun üzerinde oturduğu bir ailede var olmasının nedenidir.

Alüminyum oranı %6 olan bir alaşım, çözeltide büyük hacimde alüminyum içeren ferritik bir demir alaşımıdır ve bu yapı oda sıcaklığında sünek değildir. Yayınlanmış aile verileri, alüminyum %6'ya ulaşmadan önceki eğilimi gösterir: %4 alüminyum derecesindeki kopma uzaması %16'nın üzerine düşerken, molibdenli %7 alüminyum derecesinde %10'un üzerine düşer ve alan azalması %65 ila %75 bandından aynı bandın alt ucuna doğru düşer.

Pratik sonuç, bir nikel-krom alaşımının gerektirmediği bir üretim kuralıdır. Yüksek alüminyumlu demir-krom tel normalde sıcaklıkta veya minimum bir bükülme yarıçapıyla sarılır ve %20 krom derecesinin kabul edeceği soğuk bir bükülme, %6 alüminyum derecesini çatlatabilir. Sıkı bir bobin ve soğuk şekillendirme işlemi belirten bir çizim, alaşımın hayatta kalamayabileceği bir üretim rotası belirlemiştir ve arıza, servis ömrünün kısa olması yerine bobinin iç kısmında bir çatlak olarak görünür.

Aynı paragrafa ait ikinci bir kırılganlık var. Demir-krom-alüminyum alaşımları, ferritik yapının farklı krom içeriklerine sahip iki faza ayrıldığı ve alaşımın tokluğunu kaybettiği 475 °C civarında kırılgan bir aralıktan geçer. O aralıktan yavaşça soğuyan veya o aralıkta tutulan bir ısıtma elemanı, bileşiminde herhangi bir değişiklik olmadan kırılgan hale gelebilir. Aynı ailedeki daha yüksek sıcaklık derecesinin yayınlanmış tanımı, 475 °C'yi kırılgan sıcaklık aralığı olarak adlandırır ve aynı uyarı, ailedeki herhangi bir ferritik derece için geçerlidir.

Üçüncü satırdaki eleman sıcaklığı ile fırın sıcaklığı arasındaki ayrım, arızalı bir ısıtıcı hakkında en çok tartışmaya neden olan şeydir. Standarttaki derecelendirilmiş sıcaklık, elemanın sıcaklığıdır ve eleman, ısıyı bir yere aktarması gerektiği için fırından daha sıcak çalışır. 1.100 °C'deki bir fırın, eleman kötü desteklenmişse veya yük kaybolmuşsa, derecesinin oldukça üzerinde bir eleman içerebilir.

Her iki film de korur ve sıcaklıkta farklı davranırlar. Bir krom oksit filmi hızla oluşur ve incedir ve krom oksidin buharlaşmaya başladığı sıcaklığın altında alaşımı korur. Bir alüminyum oksit filmi daha yüksek sıcaklıkta daha stabildir, bu nedenle ailenin yüksek alüminyum derecelerinin 1.250 ila 1.400 °C'ye ulaşırken, %4 alüminyumlu %13 krom derecesinin 950 °C'ye derecelendirilmesinin nedeni budur.

Alüminyum oksit filmi, kurulduktan sonra daha yavaş büyür, bu da daha yüksek sıcaklık derecesinin nedenidir. Servisin ilk saatlerinde daha az affedicidir, çünkü film oluşmadan koruyamaz ve bir ısıtma elemanına genellikle servise konulmadan önce kontrollü bir ön oksidasyon verilir. Belirtilen bir yüzey koşulu olmayan bir tel gönderen bir tedarikçi, bu adımı müşteriye bırakmıştır.

Bir yüksek alüminyum alaşımı ve bir nikel-krom derecesi hakkında bir spesifikasyonun söylemesi gereken ikinci şey budur. Teslimattaki yüzey koşulu, ilk ısıtmada filmin nasıl oluştuğunu belirler ve çizim izleri veya kalıntı yağlayıcı içeren bir tel, bunu düzensiz bir şekilde oluşturur. Parlak tavlanmış bir yüzey ve dağlanmış bir yüzey bu amaçla değiştirilemez ve çizim birini adlandırmalıdır.

Karşılaştırma, her iki ailenin de neden var olduğunu açıklar. Atmosfer oksitleyici olduğunda, sıcaklık yüksek olduğunda ve eleman desteklenebildiğinde, demir-krom-alüminyum derecesi daha ucuzdur ve daha sıcak çalışır. Eleman desteksiz olduğunda, atmosfer oksitleyici ve indirgeyici arasında döngü yaptığında veya telin soğuk sarılması gerektiğinde, nikel-krom derecesi üretim ve servis için hayatta kalan derecedir.

Yüksek dirençli ısıtma alaşımları için ulusal standart, çekilmiş tel, haddelenmiş şerit, çubuk ve bobinli çubukları kapsar ve derece, kompozisyona göre olduğu kadar forma göre de sipariş edilir. Bir ısıtma elemanı için önemli olan formlar, sargılı bir eleman için tel, etkilendirilmiş folyo veya düz bir eleman için şerit ve ağır bir kesit için çubuktur.

DLX, Changzhou, Jiangsu'da demir-krom-alüminyum ısıtma alaşımları, 0.025 mm'den başlayan teller, 50 mm'ye kadar yuvarlak çubuklar ve 0.50 mm ila 2.5 mm kalınlığında şeritler ile yüksek alüminyum alaşımının yanlış seçim olduğu durumlarda kullanılan nikel-krom derecelerini tedarik eder. Malzeme, siparişte belirtilen standarda göre, talep üzerine bir EN 10204 3.1 sertifikası ve test sonuçlarına izlenebilir ısı numarası ile tedarik edilir.

Bir teklifi belirleyen iki soru, eleman sıcaklığı ve üretim rotasıdır. Sıcaklık için doğru olan bir derece, sarma işleminde hala arızalanabilir ve bükülme yarıçapını ve bobin çapını bilen bir tedarikçi, tel kesilmeden önce bunu söyleyebilir.

Sıfır çok düşük bir karbon içeriğidir. 13 yaklaşık %13 krom, 6 yaklaşık %6 alüminyum ve 2 yaklaşık %2 molibden. Karbon seviyesi düşük tutulur, böylece daha az krom karbür olarak tüketilir, krom temel oksidi oluşturur, alüminyum oksidin alabileceği sıcaklığı yükseltir ve molibden direnci ve sıcaklıkta mukavemeti yükseltir.

Çünkü krom pahalı elementtir ve alüminyum oksidasyon direncini büyük ölçüde taşıyabilir. Yayınlanmış aile verileri, %21 ila %27 kromdaki derecelerin 1.250 ila 1.400 °C'ye ulaştığını ve %12 ila %15 krom ve %4 ila %6 alüminyumdaki bir derecenin 950 °C'ye ulaştığını göstermektedir. %13 krom ve %6 alüminyum içeren bir derece, krom maliyetini düşük tutarken alüminyum ile daha fazla sıcaklık satın alma girişimidir.

Yüksek alüminyumlu ferritik alaşımın oda sıcaklığı sünekliği sınırlıdır, bu nedenle sıkı bir soğuk bobin bir risktir. Aile için yayınlanmış veriler, %4 alüminyum derecesindeki kopma uzamasının %16'nın üzerine düşerek molibdenli %7 alüminyum derecesinde %10'un üzerine düştüğünü göstermektedir. Sıcaklıkta sarmak, minimum bükülme yarıçapı veya şekillendirmeden önce bir tavlama, olağan cevaplardır ve çizim birini adlandırmalıdır.

Ferritik demir-krom-alüminyum alaşımlarında, ferritin farklı krom içeriklerine sahip iki faza ayrılmasından kaynaklanan, 475 °C civarında bir tokluk kaybıdır. O aralıktan yavaşça soğuyan veya o aralıkta tutulan bir ısıtma elemanı, bileşiminde herhangi bir değişiklik olmadan kırılgan hale gelebilir. Aynı ailedeki daha yüksek sıcaklık derecesinin yayınlanmış tanımı, 475 °C'yi kırılgan sıcaklık aralığı olarak adlandırır.

Çünkü eleman, ısıyı içine aktarmak için fırından daha sıcak çalışmak zorundadır. Standarttaki maksimum eleman sıcaklığı telin sıcaklığıdır ve belirli bir sıcaklıktaki bir fırın, eleman kötü desteklenmişse veya yük kaybolmuşsa, derecesinin üzerinde bir eleman içerebilir. Fırın sıcaklığını belirten bir spesifikasyon, yanlış numarayı belirtmiştir.

Demir-krom-alüminyum derecesi daha yüksek bir dirence, daha yüksek bir eleman sıcaklığına, daha düşük bir alaşım maliyetine ve çok daha düşük oda sıcaklığı sünekliğine sahiptir. Nikel-krom derecesi daha düşük bir dirence, daha düşük bir eleman sıcaklığına, daha yüksek bir alaşım maliyetine ve soğuk sarılabilirlik için yeterli sünekliğe sahiptir. Elemanın desteklendiği ve atmosferin oksitleyici olduğu durumlarda, demir-krom-alüminyum derecesi genellikle daha ucuz çözümdür.

0Cr13Al6Mo2 adı bir tasarım ifadesidir: kaynaklanabilirlik için düşük karbon, maliyet için düşük krom, sıcaklık için yüksek alüminyum ve direnç ve mukavemet için molibden. Aile verileri mantığı doğrular, maksimum eleman sıcaklığı %4 alüminyumda 950 °C'den molibdenli %7 alüminyumda 1.400 °C'ye yükselir ve direnç aynı derece setinde 1.23 ila 1.53 μΩ·m'ye yükselir.

Tasarımın maliyeti sünekliktir ve iki kez ortaya çıkar. Yüksek alüminyumlu bir tel soğuk sarmaya direnir ve ferritik bir alaşım, o aralıktan yavaşça soğursa 475 °C civarında kırılgan hale gelir. Eleman sıcaklığını, sarma rotasını ve yüzey koşulunu belirten bir spesifikasyon, telin hem üretim hem de servis için hayatta kalmasını sağlayan üç öğeyi kapsamıştır.

GB/T 1234, elektrikli ısıtma için yüksek dirençli alaşımlar, demir-krom-alüminyum ailesi için belirtilen dereceler, formlar ve özellik değerleri için ulusal standart.

GB/T 1234'e göre demir-krom-alüminyum yüksek dirençli ısıtma alaşımları için yayınlanmış özellik tablosu, 1Cr13Al4, 0Cr21Al4, 0Cr21Al5, 0Cr21Al6, 0Cr21Al6Nb ve 0Cr27Al7Mo2 için bileşim aralıkları, maksimum eleman sıcaklığı, 20 °C'de direnç, yoğunluk, termal iletkenlik, genleşme katsayısı, erime noktası, çekme mukavemeti, uzama, alan azalması ve sertlik.

GB/T 1234-2012'ye göre 0Cr27Al7Mo2'nin yayınlanmış tanımı, tedarik edildiği gibi soğuk şekillendirilebilirlik ve kaynaklanabilirliğin zayıf olduğunu ve 475 °C'nin ferritik yapı için kırılgan sıcaklık aralığı olduğunu belirtir.

Demir-krom-alüminyum ısıtma alaşımları için yayınlanmış teknik veriler, alüminyum oksit ölçeğini, yüksek sıcaklıktaki stabilitesini ve servis öncesi kullanılan ön oksidasyon işlemini açıklar.

Demir-krom-alüminyum ve nikel-krom direnç alaşımlarının yayınlanmış karşılaştırması, direnç, maksimum sıcaklık, süneklik ve azaltıcı atmosferlerdeki davranışı kapsar.

GB/T 1234 ürün formları, belirtilen dereceler için teslimat formları olarak çekilmiş tel, haddelenmiş şerit, çubuk ve bobinli çubukları kapsar.

ASTM B603, elektrik direnci ve ısıtma için demir-krom-alüminyum alaşımlı tel için standart spesifikasyon, Çin standart sistemi dışındaki karşılaştırılabilir belge olarak.

EN 10204, denetim belgeleri, 3.1 sertifikasının gerçek test sonuçlarını taşıyan ve üreticinin bağımsız denetim temsilcisi tarafından onaylanmış bir belge olarak tanımı için.

Burada belirtilen bileşim aralıkları ve özellik değerleri, belirtilen aile üyeleri için yayınlanmış değerlerdir ve teslim edilen bir parti için bir sertifika değildir. 0Cr13Al6Mo2'nin kendisinin özellikleri, geçerli standardın güncel baskısından ve belirli form ve boyut için tedarikçi veri sayfasından alınmalıdır, çünkü bir derecenin değerleri çizim ve tavlama rotasından etkilenir. Maksimum eleman sıcaklığı, belirtilen bir atmosferdeki telin bir özelliğidir, fırının bir özelliği değildir ve desteklenen bir eleman ve tanımlanmış bir ısı transferi varsayar. 475 °C kırılganlığı ve soğuk sarma sınırlaması, genel olarak ferritik aile için geçerlidir ve şiddetleri alüminyum içeriğine ve termal geçmişe bağlıdır. Ürün spesifikasyonları revize edilir ve satın alma siparişinde belirtilen baskı geçerlidir. Bu sayfadaki hiçbir şey, bir mühendislik sürümünün veya alıcı ve tedarikçi arasında anlaşılan yeterlilik testlerinin yerini tutmaz.