Металлические нагревательные элементы

Металлические нагреватели могут быть классифицированы в зависимости от химического состава, способа изготовления (литые, катаные или тянутые) и способа их защиты (открытые или в защитной оболочке).

Химический состав

В окислительной атмосфере при температуре ниже 425˚ для нагревателей можно использовать нелегированное железо или мягкую сталь. В защитной атмосфере или в вакууме эти материалы выдерживают более высокую температуру и их применение ограничивается только той температурой, при которой уже начинается ползучесть (крип) металла.

Для температур от 550 до 800˚ в окислительной атмосфере пригодны сплавы железа с никелем и хромом. Чем выше температура, тем меньше должно быть в сплаве содержание железа. Это не относится к нейтральным или восстановительным атмосферам. В восстановительной атмосфере при температуре до 1065˚ может длительно работать сплав, состоящий из 35% никеля, 20% хрома и 45% железа. В воздухе или в другой окислительной атмосфере при такой же высокой температуре наиболее употребительный материал для нагревателей - сплав из 80% никеля и 20% хрома. Этот материал, не содержащий железа, широко известен под названием нихром.

Сопротивление окислению этого сплава значительно повышается при добавлении присадок бериллия, кальция, кремния, титана, циркония, церия и других. В 1954 г. эти присадки еще не были стандартизованы. Детально этот вопрос рассмотрен в журналах: «Zeitschrift fur Metallkunde», II, 1949, S. 73 и «Metal Progress», XII, 1949, p. 866.

В некоторых защитных атмосферах, а также при температурах от 900 до 1000˚ в нихроме образуется так называемая «зеленая гниль», которая разрушает нагревательные элементы в течение нескольких месяцев. При тех же условиях хорошо себя зарекомендовал сплав, состоящий из 35% никеля, 18% хрома и не менее 1,25% кремния (остальное составляет железо). Длительно работает нихром при температуре выше 1040˚.