Vật liệu hợp kim được sử dụng trong sản xuất các bộ phận làm nóng bằng điện. Khi một dòng điện chạy qua phần tử hợp kim, hiệu ứng Joule được tạo ra, chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng nhiệt.
Các sản phẩm hợp kim điện trở thường được chế tạo thành thanh, dây, cuộn dây và dải, và cũng có thể được chế tạo thành ống và đúc theo yêu cầu đặc biệt.
Yêu cầu về hiệu suất của hợp kim điện trở: ① Nó phải có khả năng chống oxy hóa tốt (hoặc khả năng chống ăn mòn của môi trường trung bình) và khả năng chống biến dạng đủ ở nhiệt độ cao. ② Nó phải có điện trở suất cao, hệ số nhiệt độ của điện trở suất phải càng thấp càng tốt và có thể chịu được dòng điện lớn. ③ Nó phải có hiệu suất quy trình sản xuất luyện kim và hiệu suất gia công sản xuất tốt.
Năm 1906, Marsh Anh (ALMarsh) đã phát triển hợp kim điện trở niken-crom Cr20Ni80, FBLounsberry (FBLounsberry) của Hoa Kỳ năm 1929, Kornilov (И.И.корнилов) của Liên Xô và những người khác đã nghiên cứu sắt vào năm 1934. Các tính chất vật lý của hợp kim Fe-Cr-Al với Al2 ~ 6% và Cr7 ~ 13% được thêm vào hợp kim. Trên cơ sở này, hợp kim điện trở loại Fe-Cr-Al được tạo ra. Trung Quốc đã tạo ra hai loại hợp kim điện trở trên vào năm 1949. Trong những năm 1970, hơn 30 loại hợp kim điện trở đã được sản xuất và ứng dụng ở nhiều quốc gia khác nhau, nhưng chỉ có một số loại được sản xuất với số lượng lớn và được sử dụng rộng rãi.
Các loại hợp kim điện trở Ni-Cr-(Fe) hợp kim điện trở có thành phần chủ yếu là niken hoặc sắt, thường chứa Cr15-31% và Ni29-80%, có cấu trúc austenit. Ví dụ: Cr20Ni30, Cr20Ni80, Cr30Ni70, v.v., nhiệt độ hoạt động tối đa có thể đạt tới 950, 1100, 1200 độ theo trình tự. Các đặc tính có thể được cải thiện bằng cách thêm các nguyên tố vi lượng như Ca, Ce, Zr, Ti và Si vào hợp kim. Đặc điểm của loại hợp kim này là màng bảo vệ bề mặt được hình thành bởi oxit crom (Cr2O3), có khả năng chống ăn mòn mạnh, độ bền nhiệt độ cao và hiệu suất tạo hình và hàn tốt. Nhược điểm là giá cao và không phù hợp để sử dụng trong môi trường có chứa lưu huỳnh.
Hợp kim điện trở loại Fe-Cr-Al có gốc sắt, chứa 12-30% Cr, 4-8% Al, tỷ lệ Cr và Al thích hợp và bổ sung thêm các nguyên tố vi lượng như La, Ce, Y, v.v. ., để thu được hiệu suất cao của hợp kim điện trở. Ví dụ: Cr17Al5, Cr25Al5, Cr28Al8Ti, v.v., nhiệt độ hoạt động tối đa có thể lần lượt đạt tới 1050, 1200, 1300 độ. Loại hợp kim này có cấu trúc ferit, với các vùng giòn lần lượt ở khoảng 450 độ C và 700 độ C. Khi sử dụng trong thời gian dài ở nhiệt độ cao, các hạt dễ bị thô hóa nên khả năng chống rão ở nhiệt độ cao và độ bền ở nhiệt độ phòng thấp nhưng điện trở suất cao. , khả năng chống oxy hóa tốt, giá thành rẻ nên được sử dụng rộng rãi.
Quy trình sản xuất luyện hợp kim điện trở phải dựa trên thành phần hóa học của hợp kim, đặc biệt là carbon, phốt pho, lưu huỳnh và các nguyên tố vi lượng được thêm vào để cải thiện hiệu suất của hợp kim và các yêu cầu về độ tinh khiết của hợp kim, sử dụng lò hồ quang điện, chân không lò cảm ứng và luyện xỉ điện, v.v. phương pháp luyện kim. Để cải thiện hiệu suất xử lý của hợp kim, quá trình khử oxy cần được tăng cường trong quá trình nấu chảy để ngăn chặn quá trình oxy hóa thứ cấp trong quá trình đúc phôi, đồng thời giảm sự phân tách và cấu trúc tinh thể cột thô.
Quá trình xử lý nhựa nóng của hợp kim loại Ni-Cr-(Fe) nên tránh gia nhiệt trong môi trường chứa lưu huỳnh để ngăn chặn sự hình thành niken sunfua nóng chảy thấp và gây ra các vết nứt bề mặt trên phôi. Khả năng gia công nhựa nguội của hợp kim là tốt. Sau mỗi lần ủ và làm mềm, tốc độ biến dạng khi gia công nguội có thể đạt tới 60-80%.
Hợp kim loại Fe-Cr-Al nên tránh nhiệt độ gia nhiệt quá cao và thời gian gia nhiệt quá lâu trong quá trình gia công nóng để tránh hiện tượng hạt bị thô. Nhiệt độ kết thúc quá trình gia công nóng thường không cao hơn 850 độ. Đặc tính gia công nguội của loại hợp kim này kém, do đó, việc xử lý ủ kết tinh lại phải được thực hiện kịp thời trong quá trình gia công nguội, đồng thời phải áp dụng quy trình biến dạng đồng đều và tăng cường bôi trơn.
