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馨祥合金馨祥合金XINXIANG ALLOY
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元件设计速查表

ELEMENT DESIGN QUICK REFERENCE

报功率、电压、炉温,加上气氛和跨距,下面会算出用多长的丝、元件烧到多少度、安装留多少间隙、最小弯曲半径、能跨多长。

在线速算

热物性

设计时最常用的几个物性值。CTE 用来算安装间隙,比热和导热用来算升温,辐射率用来算元件温度。

牌号体系CTE 10⁻⁶/K比热 J/(kg·K)导热 W/(m·K)辐射率熔点 ℃居里点 ℃
1Cr13Al4铁铬铝15.046014.00.701500760
1Cr21Al4铁铬铝15.246014.00.721505750
0Cr21Al6铁铬铝15.546513.80.821505740
0Cr21Al6Nb铁铬铝15.546513.80.801505740
0Cr23Al5铁铬铝15.446213.90.801500750
0Cr25Al5铁铬铝15.546013.80.801500740
0Cr27Al7Mo2铁铬铝15.846513.50.821510730
Cr15Ni60镍铬14.545014.50.881390无
Cr20Ni30镍铬14.245214.80.881400无
Cr20Ni35镍铬14.245214.80.881400无
Cr20Ni80镍铬14.045015.00.881400无
Cr30Ni70镍铬13.844515.50.871380无
N4纯镍13.344490.70.151455358
N6纯镍13.344490.70.151455358
Ni200纯镍13.344490.70.151455358
Ni201纯镍13.344490.70.151455358

典型值,取自公开材料手册区间;实际以材质单为准。纯镍的辐射率是抛光态,氧化后会升到 0.6 以上。

安装要留多少间隙

元件受热会伸长。不留间隙,元件就会顶在炉衬上弯曲、甚至顶断。每米长度的伸长量按下表算,实际预留建议再乘 1.2。

牌号(每 1 米)到 800℃ 伸长 mm到 1000℃ 伸长 mm到 1200℃ 伸长 mm
1Cr13Al411.714.717.7
1Cr21Al411.914.917.9
0Cr27Al7Mo212.315.518.6
Cr15Ni6011.314.217.1
Cr20Ni3011.113.916.8
Cr30Ni7010.813.516.3
N410.413.015.7
N610.413.015.7
Ni20110.413.015.7

按 ΔL = L × CTE × (T − 20) ÷ 10⁶ 算。比如 0Cr25Al5 一米长、元件 1200℃,大约伸 18 mm,留 22 mm 比较稳。

每米电阻

按 20℃ 电阻率算的冷态每米电阻。热态电阻更高,恒压供电设计要按热态校核。

铁铬铝

牌号ρ20 μΩ·mφ0.5φ1.0φ1.5φ2.0φ2.5φ3.0φ4.0φ5.0φ6.0φ8.0
1Cr13Al41.256.36621.59150.70740.39790.25460.17680.09950.06370.04420.0249
1Cr21Al41.236.26431.56610.69600.39150.25060.17400.09790.06260.04350.0245
0Cr21Al61.427.23201.80800.80360.45200.28930.20090.11300.07230.05020.0283
0Cr21Al6Nb1.457.38481.84620.82050.46150.29540.20510.11540.07380.05130.0288
0Cr23Al51.356.87551.71890.76390.42970.27500.19100.10740.06880.04770.0269
0Cr25Al51.407.13011.78250.79220.44560.28520.19810.11140.07130.04950.0279
0Cr27Al7Mo21.537.79221.94810.86580.48700.31170.21650.12180.07790.05410.0304

镍铬

牌号ρ20 μΩ·mφ0.5φ1.0φ1.5φ2.0φ2.5φ3.0φ4.0φ5.0φ6.0φ8.0
Cr15Ni601.125.70411.42600.63380.35650.22820.15840.08910.05700.03960.0223
Cr20Ni301.065.39851.34960.59980.33740.21590.15000.08440.05400.03750.0211
Cr20Ni351.045.29671.32420.58850.33100.21190.14710.08280.05300.03680.0207
Cr20Ni801.095.55131.38780.61680.34700.22210.15420.08670.05550.03860.0217
Cr30Ni701.186.00971.50240.66770.37560.24040.16690.09390.06010.04170.0235

纯镍

牌号ρ20 μΩ·mφ0.5φ1.0φ1.5φ2.0φ2.5φ3.0φ4.0φ5.0φ6.0φ8.0
N40.100.48890.12220.05430.03060.01960.01360.00760.00490.00340.0019
N60.100.48890.12220.05430.03060.01960.01360.00760.00490.00340.0019
Ni2000.100.48890.12220.05430.03060.01960.01360.00760.00490.00340.0019
Ni2010.100.48890.12220.05430.03060.01960.01360.00760.00490.00340.0019

丝材按 R/m = ρ × 4 ÷ (π × d²) 算,d 是丝径(mm)。带材换成 R/m = ρ ÷ (t × w)。

弯曲与绕制

体系绕制温度最小弯曲半径焊接说明
铁铬铝需加热到 250℃4 × d不适合焊接固定冷态脆,绕制前需加热到 200~300℃;焊点脆,热循环后必断
镍铬常温可弯3 × d可用于焊接固定常温可绕;可焊接,但焊后建议退火
纯镍常温可弯2 × d可用于焊接固定软态易弯;可点焊、氩弧焊

铁铬铝冷态脆,直接冷弯开裂的概率很高。要成型的话先加热到 200~300℃,趁热带温弯。

能跨多长

自由辐射、水平搁置、不加中间支撑时,元件能跨多长。超了就会明显下垂,甚至碰到炉衬造成短路。

体系900℃ mm1000℃ mm1100℃ mm1200℃ mm
铁铬铝(普通)800800700550
铁铬铝(含铌)10001000900750
镍铬900900800650
纯镍500500500500

工程经验值。跨距不够就加陶瓷支撑,或改用含铌牌号(0Cr21Al6Nb)。

验收按什么标准

体系标准号名称
铁铬铝GB/T 1234高电阻电热合金(中国)
铁铬铝GB/T 13300高电阻电热合金丝(中国)
铁铬铝ASTM B603电热用铁铬铝合金丝(美国)
铁铬铝DIN 17470电热合金丝与带(德国)
铁铬铝JIS C2520电热丝(日本)
镍铬GB/T 1234高电阻电热合金(中国)
镍铬ASTM B344镍铬电热合金丝(美国)
镍铬DIN 17470电热合金丝与带(德国)
镍铬JIS C2520电热丝(日本)
纯镍GB/T 2054镍及镍合金板(中国)
纯镍ASTM B162镍板/带/丝(美国)
纯镍UNS N02200 / N02201国际牌号

电阻率公差:普通电热合金按 ±5%,精密电阻合金按 ±3%,具体以合同与材质单为准。

公式

项目公式用在哪些页面
电阻率温度修正ρ(T) = ρ₂₀ × [1 + α(T−20)]牌号页温度曲线 / 工况核算
圆丝每米电阻R/m = ρ × 4 ÷ (π × d²)本页 / 方阻计算器
带材每米电阻R/m = ρ ÷ (t × w)本页 / 方阻计算器
元件表面积S(cm²) = π × d × L × 10工况核算 / 功率反算
表面负荷W = P × 1000 ÷ S工况核算 / 三联动
元件温度T元件 = T炉 + W × K安装工况核算
所需长度L = R ÷ (ρ ÷ A) = U² ÷ (P×1000) ÷ (ρ÷A)功率反算 / 辅助决策
热膨胀伸长ΔL = L × CTE × (T−20) ÷ 10⁶本页
安装预留预留 = ΔL × 1.2本页
最小弯曲半径R_min = k × d(铁铬铝 k=4,镍铬 k=3)本页
相对寿命寿命 ∝ (W推荐 ÷ W实际)^3.2牌号页寿命表

以上全部为理论计算值。实际选型请把工况发给我们核一遍 —— 炉型、气氛、跨距、启停频率都会影响结果。 电话 / 微信:136 6174 5686,周一至周六 8:30–17:30。

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