Жаропрочные сплавы железо-хром-алюминий
- Железо-хром-алюминий (FeCrAl) электрический нагревающий сплав — это высокотемпературный электрический нагревательный материал, состоящий преимущественно из железа, хрома и алюминия, широко используемый в промышленном и гражданском отопительных оборудовании. Его основные особенности и свойства следующие:
- • Высокое электрическое сопротивление: сопротивление при комнатной температуре составляет 1,23–1,53 мкм·м, что выше, чем у нихромовых сплавов, что помогает экономить материал и повышать эффективность нагрева.
- • Отличная устойчивость к окислению при высоких температурах: поверхность образует плотную пленку Al₂O₃ оксида с максимальной рабочей температурой 1300–1400°C (в зависимости от сорта).
- • Низкая плотность: примерно 7,10–7,40 г/см³, легче нихромных сплавов, что позволяет уменьшить вес для компонентов одинакового размера.
- • Низкая стоимость: содержит мало или совсем не содержит никеля, что значительно снижает стоимость сырья по сравнению с нихромовыми сплавами.
- • Хорошая серостойкость: превосходная коррозионная устойчивость в атмосферах, содержащих серу, по сравнению с нихромовыми сплавами.
- • Высокая немагнитная температура: Магнитные свойства сохраняются до >600°C; Следует уделять внимание магнитным эффектам при низкотемпературном использовании.
- Ограничения:
- • Высокая хрупкость при комнатной температуре: твёрдая и хрупкая текстура, не подходит для холодного изгиба или удара; перед обработкой требуется предварительное нагрев до 300–500°C.
- • Низкотемпературная прочность: пластичность увеличивается с повышением температуры, подвержена деформации и коллапсу, требующая правильной поддержки.
- • 475°C Хрупкость: Длительное воздействие около ~475°C может снизить жёсткость за счёт фазовых превращений.
- • Атмосферные ограничения: Не подходит для атмосфер, содержащих азот, хлор или галогены; работает лучше нихромных сплавов в атмосферах сгорания, содержащей серу.
- • Высокие требования к сварке: требуется аргоновая дуговая сварка (TIG) с защитой от инертного газа; рекомендуется послесварочный отжиг при 800°C для устранения хрупкости.
- Типичные области применения:
- • Промышленное отопление: керамические печи, стеклоплавка, металлургические электрические печи, нефтехимические крекинговые печи (≤1400°C).
- • Бытовая техника: электрические печи, электроутюзы, обогреватели (инфракрасное излучение может повысить эффективность на 30%).
- • Специальное оборудование: очистка автомобильных выхлопных газов, высокоэффективное сгорание газа, материалы для высокотемпературной фильтрации (например, сетка FeCrAl).
Основные свойства и характеристики высокопрочных сплавов железо-хром-алюминий (FeCrAl)
(Проведите пальцем по экрану, чтобы просмотреть всю таблицу)
Марка сплава Свойства
|
1Cr13Al4 | 0Cr25Al5 | 0Cr20Al6RE | 0Cr23Al5 | 0Cr20Al3 | 0Cr21Al6Nb | 0Cr24Al6RE | 0Cr27Al7Mo2 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Основное Химические Компоненты |
Cr | 12.0-15.0 | 23.0-26.0 | 19.0-21.0 | 20.5-23.5 | 18.0-21.0 | 21.0-23.0 | 22.0-26.0 | 26.5-27.8 |
| Al | 4.0-6.0 | 4.5-6.5 | 5.0-6.0 | 4.2-5.3 | 3.0-4.2 | 5.0-7.0 | 5.0-7.0 | 6.0-7.0 | |
| RE | Подходящие | Подходящие | 0.04-1.0 | Подходящие | Подходящие | Подходящие | 0.04-1.0 | Подходящие | |
| Fe | Остаток | Остаток | Остаток | Остаток | Остаток | Остаток | Остаток | Остаток | |
| Другое | Nb0.5 | Mo1.8-2.2 | |||||||
| Максимальная рабочая температура | 950 | 1300 | 1300 | 1300 | 1100 | 1350 | 1400 | 1400 | |
| Удельное сопротивление 20ºC (μΩ·m) | 1.25±0.08 | 1.42±0.07 | 1.40±0.07 | 1.35±0.07 | 1.23±0.07 | 1.45±0.07 | 1.48±0.07 | 1.53±0.07 | |
| Плотность (g/cm 3 ) | 7.40 | 7.10 | 7.20 | 7.25 | 7.35 | 7.10 | 7.1 | 7.10 | |
|
Коэффициент теплопроводности
(20ºC) (W/m·K) |
15 | 13 | 13 | 13 | 13 | 13 | 13 | 13 | |
|
Средний коэффициент линейного расширения
(20~1000ºC)(α×10 -6 /ºC) |
15.4 | 15.0 | 14.0 | 15.0 | 13.5 | 16.0 | 16.0 | 16.0 | |
| Температура плавления(ºC) | 1450 | 1500 | 1500 | 1500 | 1500 | 1510 | 1520 | 1520 | |
| Прочность на разрыв(R m /MPa) | ≥580 | ≥600 | ≥600 | ≥600 | ≥580 | ≥650 | ≥680 | ≥680 | |
| Предел удлинения (A/%) | ≥12 | ≥12 | ≥12 | ≥12 | ≥12 | ≥10 | ≥10 | ≥10 | |
|
Ускоренный жизненный тест
(Hours/ºC) |
-- | ≥80/1300 | ≥80/1300 | ≥80/1300 | ≥80/1250 | ≥50/1350 | ≥80/1350 | ≥50/1350 | |
| Микроскопическая структура | Феррит | Феррит | Феррит | Феррит | Феррит | Феррит | Феррит | Феррит | |
| Магнетизм | ММагнитный | ММагнитный | ММагнитный | ММагнитный | ММагнитный | ММагнитный | ММагнитный | ММагнитный | |
Коэффициент температурной коррекции для сплавов железо-хром-алюминий
| Temp.( ºC) | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 | 1100 | 1200 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1Cr13A14 | 1 | 1.005 | 1.014 | 1.028 | 1.044 | 1.064 | 1.09 | 1.12 | 1.132 | 1.142 | 1.15 | ||
| 0Cr20A13 | 1 | 1.011 | 1.025 | 1.042 | 1.061 | 1.085 | 1.12 | 1.142 | 1.154 | 1.164 | 1.172 | 1.180 | 1.186 |
| 0Cr23Al5 | 1 | 1.002 | 1007 | 1.014 | 1.024 | 1.036 | 1.056 | 1.064 | 1.070 | 1.074 | 1.078 | 1.081 | 1.084 |
| 0Cr25A15 | 1 | 1.002 | 1.005 | 1.008 | 1.013 | 1.021 | 1.03 | 1.038 | 1.04 | 1.042 | 1.044 | 1.045 | 1.047 |
| 0Cr20Al6RE | 1 | 1.002 | 1.005 | 1.010 | 1.015 | 1.021 | 1.029 | 1.035 | 1.039 | 1.042 | 1.044 | 1.046 | 1.047 |
| 0Cr21Al6Nb | 1 | 0.997 | 0.996 | 0.994 | 0.991 | 0.99 | 0.99 | 0.99 | 0.99 | 0.99 | 0.99 | 0.99 | 0.99 |
| 0Cr24Al6RE | 1 | 0.995 | 0.993 | 0.990 | 0.988 | 0.986 | 0.984 | 0.982 | 0.98 | 0.978 | 0.976 | 0.976 | 0.975 |
| 0Cr27A17Mo2 | 1 | 0.992 | 0.986 | 0.981 | 0.978 | 0.976 | 0.974 | 0.972 | 0.97 | 0.969 | 0.968 | 0.968 | 0.967 |
| – Чтобы получить сопротивление при рабочей температуре, умножьте на коэффициент из приведённой выше таблицы. | |||||||||||||