The Heart of the Heater-نیکل-کروم در مقابل آهن-کروم-سیم مقاومت آلومینیومی

یک بخاری کارتریجی 900 درجه فقط به اندازه سیم داخل آن خوب است. این ممکن است بدیهی به نظر برسد، اما انتخاب سیم مقاومت یکی از اشتباه‌ترین جنبه‌های انتخاب بخاری است. دو ماده بر بازار تسلط دارند: آلیاژهای نیکل-کروم (Ni-Cr) و آلیاژهای آهن-کروم-آلومینیوم (Fe{7}}Cr-Al). آنها شبیه به هم هستند، هر دو گرم می شوند و هر دو در نهایت شکست می خورند. اما دلایل شکست آنها-و مدت زمانی که طول می کشد تا به آنجا برسند{12}}کاملاً متفاوت است.

دو مدعی

آلیاژهای نیکل{0}}کروم، به ویژه Cr20Ni80 و Cr15Ni60، استاندارد صنعت برای چندین دهه بوده است. آنها مقاومت بسیار خوبی در دمای بالا ارائه می‌کنند، در برابر تغییر شکل تحت استفاده طولانی مدت مقاومت می‌کنند، ریزساختار پایداری را حفظ می‌کنند و در برابر خوردگی بسیار مقاوم هستند. آنها همچنین مغناطیسی نیستند و دارای خاصیت پلاستیکی خوبی هستند که تعمیر و کار با آنها را آسان تر می کند. مبادله{11}معامله؟ نیکل گران است و این آلیاژها معمولاً حداکثر 1100 درجه برای خود سیم دارند.

از سوی دیگر، آلیاژهای آهن-کروم-آلومینیوم می توانند به دمای سیم تا 1400 درجه برسند. آنها مقاومت بالاتری نسبت به آلیاژهای Ni{4}}کرم دارند و هزینه بسیار کمتری دارند. آنها همچنین ظرفیت بارگذاری سطحی عالی و مقاومت در برابر اکسیداسیون در دماهای شدید را ارائه می دهند.

اما اینجاست که قضیه پیچیده می شود.

سوال ثبات

یکی از مهم‌ترین تفاوت‌ها در ثبات بلندمدت- نهفته است. آلیاژهای نیکل{2}}کروم ساختار متالورژیکی پایداری را در دماهای بالا حفظ می‌کنند. مقاومت آنها در طول سالها کارکرد ثابت باقی می ماند. این بدان معناست که توان خروجی بخاری در طول عمر مفید آن قابل پیش بینی باقی می ماند.

آلیاژهای آهن-کروم-آلومینیوم داستان متفاوتی دارند. مقاومت آنها در طول زمان با کاهش تدریجی محتوای آلومینیوم تغییر می کند. مقاومت سیم جابجا می شود، به این معنی که وات بخاری نیز تغییر می کند. در برنامه هایی که نیاز به کنترل دقیق و قابل تکرار دما دارند-گرمایش ویفر نیمه هادی، به عنوان مثال-این رانش می تواند یک مشکل باشد-.

مشکل شکنندگی

یکی دیگر از ملاحظات عملی شکنندگی است. آلیاژهای آهن-کروم-آلومینیوم فریتی و مغناطیسی هستند. آنها پس از استفاده طولانی مدت در دماهای بالا شکننده می شوند و مستعد تغییر شکل و حتی شکستگی هستند. در مقابل، آلیاژهای نیکل{5}}کروم، انعطاف پذیر و مقاوم در برابر تغییر شکل می مانند، حتی پس از قرار گرفتن در معرض دمای بالا.

گفته می شود، در یک بخاری کارتریجی، سیم مقاومت در داخل عایق اکسید منیزیم محکم بسته می شود و توسط یک غلاف فلزی احاطه شده است. سیم در حین کار تحت فشار مکانیکی خارجی قرار نمی گیرد. بنابراین شکنندگی Fe-Cr-Al در عمل کمتر از آنچه ممکن است در یک عنصر گرمایشی در معرض خطر باشد، نگران کننده است.

عامل خوردگی

برای عملکرد طولانی مدت-در دمای بالا-در محیط‌های دارای عناصر خورنده، نیکل-کروم اغلب انتخاب مطمئن‌تری است. مقاومت بالای آن در برابر خوردگی به این معنی است که می تواند در اتمسفرهای تهاجمی مقاومت کند که به سرعت آلیاژهای آهن-کروم-آلومینیوم را تخریب می کند. در کاربردهایی که شامل پردازش پلاستیک، قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی، یا هر محیطی با جو گوگرد یا کربن است، این تمایز اهمیت دارد.

این در عمل به چه معناست

برای بخاری کارتریج 900 درجه، هر دو نوع سیم از نظر فنی می توانند این کار را انجام دهند. دمای سیم داخل بخاری معمولاً 100 تا 200 درجه گرمتر از دمای سطح غلاف است، بنابراین استفاده از غلاف 900 درجه به این معنی است که سیم در حدود 1000-1100 درجه کار می کند. هم Ni-Cr و هم Fe-Cr{10}}Al می‌توانند این کار را انجام دهند.

انتخاب به برنامه بستگی دارد. برای کنترل دقیق دما و پایداری طولانی مدت، نیکل-کروم با وجود هزینه بالاتر، سرمایه گذاری بهتری است. برای کاربردهایی که هزینه یک نگرانی اولیه است و جابجایی جزئی نیرو قابل قبول است، آهن-کروم-آلومینیوم جایگزین مناسبی است.

کاربردهای مختلف گرمایش، تقاضاهای متفاوتی را برای سیم مقاومت داخلی ایجاد می کند. درک مبادله- بین این دو ماده برای انتخاب بخاری کارتریجی که عملکرد قابل اعتمادی را در طول عمر مورد نظر خود ارائه می‌کند، ضروری است. ارزیابی حرفه ای نیازهای دمایی خاص، شرایط محیطی و نیازهای دقیق هر برنامه به اطمینان از انتخاب سیم مناسب برای کار کمک می کند.