空气气氛是最简单的一类，炉膛内就是空气，元件表面能够稳定生成氧化膜，箱式炉、台车炉、井式回火炉大多属于这一类。这类炉子选牌号的核心是元件温度：用炉温加上 50～150℃ 的差值，再对照牌号的最高使用温度，并留出安全余量。余量留多少要看炉子的使用强度，长期满负荷运行的炉子应当比间歇生产的炉子留得更宽一些。
保护气氛包括氮气、氩气、氢气以及吸热式气氛等，目的是防止工件在加热过程中氧化脱碳。这类气氛中氧分压很低，元件表面氧化膜能否稳定生成主要取决于露点。露点控制得好，元件寿命接近空气炉；露点偏高或者波动大，氧化膜反复生成又反复剥落，元件会逐渐变薄、电阻上升，寿命明显缩短。氢气气氛尤其要注意露点与流量，气氛不纯时元件表面会出现局部发暗、起皮的现象。
渗碳气氛指含一氧化碳、甲烷等成分、碳势可以控制的气氛，多用于渗碳与碳氮共渗，炉温通常不高但炉气成分复杂。含硫气氛则可能来自含硫燃料、含硫炉料或者某些含硫的润滑剂残留，硫的来源往往不在电热元件本身，而是跟着工件或燃料进炉的。硫对镍铬类合金的破坏是明确的，不能靠调整表面负荷来规避，只能换材料。
把温度关系量化一下：炉温 950℃ 时元件温度大致在 1000～1100℃，已经接近 Cr20Ni35 的 ≤1050℃ 上限，必须把表面负荷压下来，或者直接选更高一档的牌号。炉温 1000～1200℃ 时，Cr20Ni80 的 ≤1200℃ 与 0Cr25Al5 的 ≤1300℃ 是常用选择；炉温再高则考虑 0Cr21Al6Nb（ρ20 为 1.42-1.45 μΩ·m，≤1350℃）。选牌号要按炉内最高一档的元件温度取，而不是按平均值取。炉内分区控温的炉子，每个区都要单独取温度，不能用一个总平均值代表整台炉子。
电阻率差异会直接影响元件尺寸。0Cr25Al5 的 ρ20 为 1.40 μΩ·m，Cr20Ni80 为 1.09 μΩ·m，前者约为后者的 1.28 倍。同丝径、同长度时铁铬铝的电阻更大，达到同一功率所需长度更短；反过来，如果沿用原来的长度，实际功率会偏大、表面负荷也会偏高。更换牌号时必须重新核算丝径、展开长度与分组方式，不能直接替换，否则控温曲线和元件寿命都会跟着变。
保护气氛里还有一个容易踩的坑：露点很低的时候，元件表面几乎不生成氧化膜，铁铬铝和镍铬都失去保护层，此时元件温度上限要按比空气炉更低的安全值来取。这类工况建议先做挂片试验，再确定牌号和表面负荷，不要直接套用空气炉的经验数据。挂片试验的周期要覆盖一个完整的生产周期，短时间的结果没有代表性。
渗碳气氛下元件表面容易积碳。积碳会改变元件的散热条件，让局部温度升高，也会在碳黑堆积处形成导通路径，匝间容易放电。碳势高、露点低时，铁铬铝表面的 Al₂O₃ 膜受到的还原作用更强，长期使用要谨慎评估；在中低温渗碳炉里，镍铬牌号用得更多一些，因为它在低氧势气氛下的表现相对稳定。
实践中更稳妥的做法是控制碳势与露点、定期清理元件表面的积碳、适当降低表面负荷，并且按炉子的实际气氛做挂片试验。渗碳炉往往还要兼顾炉罐、料筐的材质，元件牌号最好与炉内其他耐热件一起考虑。渗碳炉最终选哪一种牌号，需按具体工况确认。如果渗碳炉还要兼做其他气氛，按最苛刻的那一种气氛来确定牌号更省事。
渗碳炉的炉压和炉气循环也会影响元件寿命。炉气循环差时局部碳势偏高，元件某一段会比其余段更快积碳；炉压波动大时，表面的附着物反复生成又脱落，也会加快截面损失。装炉量变化大的炉子，元件负荷最好按满装载量核算一次。在装炉量波动大的炉子上，元件的实际负荷常常比设计值高，这一点要在核算时留出余量。
含硫气氛禁止使用镍铬（Ni-Cr）与含铁镍铬（NiCrFe）。硫会破坏 Cr₂O₃ 氧化膜并生成低熔点镍硫化物，元件会在很短时间内出现鼓包、开裂甚至断丝，降低表面负荷也挡不住这个过程。这类工况必须改用铁铬铝（FeCrAl），常用 0Cr25Al5 或 0Cr21Al6Nb；牌号定下来之后，还要把炉气中硫的来源与大致含量告知供方，便于判断余量。
把炉内气氛与常用牌号方向对照一下，可以先缩小选型范围，再按元件温度与表面负荷做详细核算。气氛判断是第一步，它决定哪些牌号根本不能用；元件温度与表面负荷是第二步，它决定可用的几个牌号里哪一个更耐用。如果同一台炉子要在不同气氛下切换使用，应按最苛刻的那一种气氛来选材。
还有一种情况介于两者之间：炉料本身不含硫，但使用了含硫的切削液、防锈油或者含硫的垫块，进炉后同样会释放硫。这类来源容易被忽略，换料或者换工艺时要把清洗要求和垫块材质一起确认。确认清楚来源之后，再判断这一台炉子究竟还能不能继续使用镍铬类牌号。
| 炉内气氛 | 常用牌号方向 | 需要注意的点 |
|---|---|---|
| 空气 | 0Cr25Al5 / Cr20Ni80 | 按元件温度留余量 |
| 保护气氛（氮、氩、氢） | Cr20Ni80 / 0Cr25Al5 | 控制露点，避免氧化膜反复剥落 |
| 渗碳气氛 | 镍铬牌号更常见 | 控制碳势，避免表面积碳 |
| 含硫气氛 | 只能用铁铬铝（FeCrAl） | 禁止镍铬与含铁镍铬 |
| 牌号 | 类别 | ρ20 μΩ·m | 最高使用温度 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| 0Cr25Al5 | 铁铬铝 | 1.40 | ≤1300℃ | 空气与含硫气氛的常用牌号 |
| 0Cr21Al6Nb | 铁铬铝 | 1.42-1.45 | ≤1350℃ | 炉温更高时选用 |
| Cr20Ni80 | 镍铬 | 1.09 | ≤1200℃ | 空气与保护气氛适用，含硫气氛禁用 |
| Cr20Ni35 | 中温镍铬 | 1.04 | ≤1050℃ | 中低温热处理炉常用 |
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