电热合金元件最高使用温度是指在干燥空气中元件本身的表面温度,并不是指炉膛或被加热物体的温度。一般来说,炉膛温度总低于发热元件的温度,其温差随电炉的构造、表面负荷及传热方式等不同而不同。在敞开式直接辐射的情况下,电热元件温度要比炉温高100℃左右。若是包埋式或有较厚的绝缘衬垫时,其温差会更大一些。
电热元件允许的最高使用温度值愈高对使用愈有利。但它受到合金的抗氧化极限温度及高温强度所限制。合金的氧化温度到达一定极限温度以上时,氧化量便显著增加,耐热性显著恶化。另外,元件使用温度愈高则其高温强度愈低,特别是铁铬铝电热合金元件,往往会因高温下变形倒塌而造成局部过热,缩短使用寿命。如果在设计元件时能从技术上注意补救其不足,则可以适当提高其使用温度。
不同牌号的电热合金由于成分不同其最高使用温度也不同。最高使用温度也与合金材料的尺寸有直接关系。表7列出几个主要牌号电热合金不同线径的最高使用温度可作参考。通常在最高使用温度下工作的元件其合金线直径不应小于3.0mm,扁带厚度不应小于2.0mm。
元件允许最高使用温度也受炉内气氛的影响,腐蚀性气氛会干扰合金表面氧化保护膜的形成、缩短元件寿命,而这些腐蚀性气氛的影响又往往与温度有关。表8列出几种电热合金在不同气氛中允许最高的使用温度,这些温度值仅提供参考,因为气体的成分,露点及杂质都会对其影响。
电热合金元件的电阻在使用过程中会随着温度的升高而变化,而这种变化对大多数电热合金来说是非线性的。因此,在实际使用中常用电阻温度修正系数Ct来表示这种变化的情况。Ct即Rt/R20。要计算某一工作温度时的电阻Rt则需将室温电阻R20乘上该工作温度时的修正系数C1。各种牌号合金的Ct值将分别列于相应的各牌号合金的数据表格中。
图2所示是Cr20Ni80电热合金不同冷却速度的Ct值,可看出冷却速度愈慢Ct值愈小。Cr5Ni60合金冷却速度的影响仍然比较明显,但随着镍含量的减少冷却速度的影响也愈来愈不明显。
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