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目录 1

第一篇　电热合金的特性 1

1 电加热方法和电热工程材料 1

1.1　电加热方法 1

1.2　电热工程材料 2

1.3　电热工程材料的特点 3

1.3.1　电热工程材料应具备的条件 3

1.3.2 电热工程材料的基本性能和使用温度 3

1.3.3　电热合金的特点 5

1.3.4　高熔点金属电热材料的特点 6

1.3.5 高熔点金属电热材料与环境介质之间的作用 6

1.3.6　非金属电热材料的特点 7

1.3.7　高温熔体的特点 9

1.4　电热合金的分类 9

1.4.1　按合金的化学成分分类 9

1.4.2　按最高使用温度分类 14

1.4.3　按合金的炼制方法分类 16

2.1　镍铬系电热合金的金相组织 17

2.1.1　合金的金相组织特点 17

2 电热合金的金相组织 17

2.1.2　镍铬合金中的析出相 18

2.2　镍铬铁系电热合金的金相组织 19

2.3　铁铬铝系电热合金的金相组织 20

2.3.1　合金的金相组织特点 20

2.3.2　合金中的析出相和脆性 21

2.3.3　改善铁铬铝系合金脆性的途径 24

3.1 电热合金抗氧化性能的表示方法 27

3.2　电热合金的氧化过程 27

3　电热合金的抗氧化性能 27

3.3　电热合金的氧化特点 29

3.3.1 镍铬系和镍铬铁系电热合金的氧化特点 29

3.3.2　铁铬铝系电热合金的氧化特点 32

3.4　稀土元素改善电热合金抗氧化性能的机理 38

3.4.1　稀土元素的加入形式及其效果 38

3.4.2　稀土元素改善合金抗氧化性能的机理 39

3.5　电热元件的预氧化处理 40

3.5.1　保护性氧化膜及其作用 40

3.5.2　电热元件的预氧化处理 41

4.1.1　渗碳气体对电热元件的作用过程 43

4.1 渗碳性气体介质对电热合金的作用 43

4 环境介质对电热合金的作用 43

4.1.2　电热合金的抗渗碳能力 46

4.1.3　强还原性气体中使用的电热合金 47

4.2　纯氢对电热合金的作用 48

4.2.1　氢气对电热元件的作用过程 48

4.2.2 电热合金的抗氢气作用能力 50

4.3　纯氮对电热合金的作用 50

4.3.1 氮气对电热元件的作用过程 50

4.3.2 电热合金的抗氮气作用能力 51

4.4　氧化性含硫介质对电热合金的作用 54

4.3.3　改善铁铬铝合金的抗渗氮能力 54

4.4.1 氧化性含硫介质对电热元件的作用过程 55

4.4.2 电热合金的耐O2+SO2侵蚀能力 55

4.5　还原性含硫介质对电热合金的作用 56

4.5.1 还原性含硫介质对电热元件的作用过程 57

4.5.2 电热合金在还原性含硫介质中的耐腐蚀能力 57

4.6 卤族元素对电热合金的作用 58

4.6.1 卤族元素对电热元件的作用过程 58

4.7.1　炉气对电热元件的作用过程 59

4.7　制陶炉气对电热合金的作用 59

4.6.2　在卤族气体介质中使用的电热合金 59

4.7.2　烧制陶瓷炉用的电热合金 60

4.8　真空对电热合金的作用 61

4.8.1　真空下电热元件的失效过程 61

4.8.2　真空中使用的电热合金 62

4.9　耐火材料和绝热材料对电热合金的作用 63

4.9.1 耐火材料和绝热材料对电热元件的作用过程 63

4.9.2　电热元件对耐火材料的要求 64

5.1.1 电阻率的定义 65

5.1.2 电热合金电阻率的特点 65

5.1 电阻率 65

5　电热合金的物理特性 65

5.1.3　影响合金电阻率特性的因素 67

5.2　电阻温度修正系数 72

5.2.1　镍铬合金和镍铬铁合金的Ct-t曲线 73

5.2.2　正电阻温度系数铁铬铝合金的Ct-t曲线 74

5.2.3 负电阻温度系数铁铬铝合金的Ct-t曲线 74

5.3　电热合金的热膨胀系数 74

6.1.1　镍铬系和镍铬铁系合金的室温力学性能 77

6.1 电热合金的室温力学性能 77

6　电热合金的力学性能 77

6.1.2　铁铬铝系合金的室温力学性能 78

6.2 电热合金的高温力学性能 80

6.2.1 电热合金的高温短时抗拉强度 80

6.2.2 电热合金的高温持久强度和蠕变强度 82

6.3　铁铬铝合金的脆化倾向对力学性能的影响 83

6.3.1 铁铬铝合金的475℃脆性对力学性能的影响 83

6.3.2 铁铬铝合金的高温脆性对力学性能的影响 84

6.4　电热合金在不同受力条件下的使用状况 85

7.2　限制电热合金最高使用温度的因素 86

7.2.1 电热合金化学成分的影响 86

7　电热合金的最高使用温度 86

7.1 电热合金的最高使用温度 86

7.2.2　电热合金材料规格尺寸的影响 87

7.2.3 电热元件几何尺寸的影响 89

7.2.4 电热元件工作环境的影响 91

7.2.5　电热元件表面负荷的影响 91

7.2.6　合金炼制方法的影响 91

参考文献 94

8.1.1 冶炼方法在国内的发展概况 95

8.1　冶炼方法的发展概况 95

第二篇 电热合金的生产方法 95

8 电热合金的冶炼方法 95

8.1.2　冶炼方法在国外的发展概况 96

8.2　冶炼方法概况 97

8.2.1　感应炉冶炼法 97

8.2.2　真空感应炉冶炼法 97

8.2.3　感应炉-电渣重熔双联法 97

8.2.4　有衬电渣炉-电渣重熔双联法 98

8.2.5　电弧炉-真空精炼炉双联法 98

8.3.1　碳、氧、氮的去除能力 100

8.3　双联法的精炼能力 100

8.3.2　脱磷和脱硫能力 101

8.4　感应炉冶炼镍铬（铁）合金 101

8.4.1　镍铬（铁）合金的感应炉冶炼工艺 101

8.4.2　冶炼镍铬（铁）合金时的质量控制 105

8.5　感应炉冶炼铁铬铝合金 110

8.5.1　铁铬铝合金的感应炉冶炼工艺 110

8.5.2　冶炼铁铬铝合金时的质量控制 113

8.6.1　铁铬铝合金的真空感应炉冶炼工艺 120

8.6　真空感应炉冶炼铁铬铝合金 120

8.6.2 真空感应炉冶炼铁铬铝合金时的质量控制 123

8.7　有衬电漆炉冶炼铁铬铝合金 125

8.7.1　有衬电渣炉的工作原理 125

8.7.2　有衬电渣炉的设备结构 126

8.7.3　铁铬铝合金有衬电渣炉冶炼工艺 127

8.7.4　有衬电渣炉冶炼铁铬铝合金时的质量控制 130

8.7.5　有衬电渣冶炼对电热合金的精炼作用 131

8.8　电渣重熔电热合金 133

8.8.1 电渣重熔电热合金用渣系 133

8.8.2　电渣重熔的工艺参数与相互关系 138

8.8.3　电热合金的重熔特点 141

8.8.4　重熔电热合金的工艺参数 142

8.8.5　重熔电渣钢锭的冷却 144

8.8.6　电渣重熔时合金元素的烧损 145

8.8.7 电渣重熔电热合金的冶金效果 148

8.8.8　稀土氧化物渣重熔电热合金 151

8.9　真空精炼法冶炼铁铬铝合金 153

8.9.1 真空精炼法冶炼铁铬铝合金的基本原理 153

8.9.2　真空精炼法使用的设备概况 153

8.9.3　铁铬铝合金的真空精炼工艺 154

8.9.4　真空精炼炉冶炼铁铬铝合金的质量控制 160

9　电热合金钢锭的开坯与热轧 164

9.1 电热合金的热加工性能 164

9.1.1　铁铬铝合金的热加工性能 164

9.1.2　镍铬（铁）合金的热加工性能 165

9.2　电热合金钢锭的开坯 166

9.2.1　钢锭的锻造开坯 166

9.2.2　钢锭的热轧开坯 169

9.3.1　横列式轧机轧制电热合金 171

9.3　电热合金的热轧 171

9.3.2　半连续线材轧机轧制电热合金 174

10　热轧盘条和钢丝的预处理 178

10.1　盘条的软化处理 178

10.2　盘条和钢丝的碱浸处理 179

10.2.1　熔盐碱浸法 180

10.2.2　溶液碱浸法 181

10.3　盘条和钢丝的酸洗 182

10.3.1　硫酸型酸洗溶液 182

10.4　盘条和钢丝的涂层 183

10.3.3　混合酸型酸洗溶液 183

10.3.2　盐酸型酸洗溶液 183

10.4.1　盐石灰涂层 184

10.4.2　硼砂涂层 184

10.4.3　树脂涂层 185

11　钢丝的拉拔 186

11.1　钢丝拉拔用润滑剂 186

11.1.1 拉丝润滑剂的作用与分类 186

11.1.2　固体润滑剂 187

11.1.3　液体润滑剂 189

11.2.1　选择、确定拉拔方式 191

11.2　钢丝的拉拔工艺 191

11.2.2　确定拔程总压缩率 192

11.2.3　确定道次压缩率 194

11.2.4　道次压缩率的分配 195

11.2.5　粗丝拉拔的模具配置 196

11.2.6 中丝拉拔的模具配置 199

11.2.7　细丝拉拔的模具配置 203

11.3　钢丝的拉拔设备 206

11.3.1　单次拉丝机 206

11.3.2　连续式拉丝机 208

11.3.3　水箱拉丝机 212

11.3.4　拉丝设备的配置 213

11.4　拉丝模 216

11.4.1　拉丝模用材料 216

11.4.2　拉丝模的结构 219

11.4.3　模孔磨损的原因 221

11.4.4　拉丝模芯与模套的装配 222

11.4.5　硬质合金拉丝模的研磨与抛光 223

11.4.6　钻石拉丝模的打孔、研磨与抛光 224

11.4.7　拉丝模的修复 226

11.4.8　钻石模的制模、修模设备 227

12　钢丝的热处理 231

12.1　钢丝热处理的分类 231

12.1.1 中间热处理 231

12.1.2　成品热处理 231

12.1.3 中间热处理与成品热处理的差别 231

12.2　铁铬铝合金丝材的热处理 232

12.2.1 铁铬铝合金的组织特性与热处理的关系 232

12.2.2　铁铬铝合金丝材的热处理工艺 233

12.3.1 镍铬（铁）合金的组织特性与热处理的关系 235

12.3　镍铬（铁）合金丝材的热处理 235

12.3.2　镍铬（铁）合金丝材的热处理工艺 236

12.4　保护气氛连续热处理用设备 237

12.4.1 中粗丝用保护气氛连续热处理生产线 237

12.4.2　细丝用保护气氛连续热处理生产线 240

12.5　保护气氛连续热处理的若干技术问题 241

12.5.1　保护气体的选用 241

1 2.5.2 影响保护气氛连续热处理丝材表面光亮度的因素 242

12.5.3　氨分解气体的净化 245

12.5.4　氨分解气体的安全使用与管理 246

13.2　热轧带材 248

13.2.1 钢坯 248

13　带材的轧制 248

13.1 电热合金带材及其分类 248

13.2.2　钢坯加热 249

13.2.3　热轧机组 249

13.2.4　钢坯的热轧工艺 249

13.2.5　热轧钢带的软化处理与酸洗 250

1 3.3　冷轧带材 251

13.3.1　带坯用钢锭的锻造开坯 251

13.3.2　带坯的热轧 252

13.3.3　热轧带坯的预处理 253

13.3.4　钢带的冷轧 255

13.3.5　冷轧钢带的热处理 259

13.3.6　冷轧钢带的平整和纵剪 260

13.4　冷轧扁丝 262

13.4.1　冷轧扁丝用圆丝坯料 263

13.4.2　冷轧扁丝的生产工艺流程 265

13.4.3　扁丝冷轧设备 267

参考文献 268

14.1　基础电热元件计算用参数 269

14.1.1　热负荷强度及表示方法 269

第三篇 电热合金的应用 269

14　基础电热元件的计算 269

14.1.2　选择热负荷强度的原则 270

14.1.3　表面负荷及其选择 272

14.1.4　面积电流及其选择 275

14.2　线材电热元件的计算方法 280

14.2.1　公式法计算线材尺寸 280

14.2.2　查表法计算线材尺寸 282

14.2.3　图解法计算线材尺寸 285

14.3　带材电热元件的计算方法 290

14.3.1　公式法计算带材尺寸 290

14.3.2　查表法计算带材尺寸 292

14.3.3　面积电流法计算带材尺寸 293

14.4　扁丝电热元件的计算方法 295

14.4.1　公式法计算扁丝尺寸 295

14.4.2　换算法计算扁丝尺寸 296

15.1.2　辐射管电热元件的应用范围 298

15.1.1　辐射管电热元件的工作原理 298

15.1　辐射管电热元件及其计算方法 298

15　装配式电热元件的计算 298

15.1.3　辐射管电热元件的结构形式 299

15.1.4　辐射管电热元件用材料 301

15.1.5　辐射管电热元件用电热体的计算 305

15.1.6　商品辐射管电热元件 309

15.2　金属管状电热元件及其计算方法 313

15.2.1　金属管状电热元件的结构和用途 313

15.2.2　金属管状电热元件用电热体的计算方法 314

16.1.2　面积负荷法 323

16.1.1　热平衡法 323

16.1 电阻炉加热功率的确定方法 323

16　电阻炉的设计计算 323

16.1.3　容积法 324

16.2 电阻炉的工作电压与接线形式 327

16.2.1 电阻炉的工作电压确定方法 327

16.2.2　电阻炉的接线形式 327

16.3 电阻炉电热元件的选择与计算 329

16.3.1 电热元件的选择 329

16.3.2　电热元件的计算 330

16.3.3　电阻炉电热元件计算举例 330

17.1.1　带材波形元件的成形与计算 333

17　电热元件的加工成形 333

17.1 电热元件的成形 333

17.1.2　线材螺旋形元件的成形与计算 334

17.2　电热元件的加工成形温度 335

17.2.1　镍铬和镍铬铁系合金材料的加工成形温度 335

17.2.2　铁铬铝系合金材料的加工成形温度 336

17.2.3　加热条件 336

17.3　电热元件的焊接 336

17.3.2　电热合金的焊接方法 337

17.3.1 电热合金的焊接性能 337

17.3.3　电热元件的焊接形式 339

17.3.4　引出棒用材料 341

18　电热合金快速寿命试验方法 344

18.1　快速寿命试验的实际意义 344

18.2 电热合金快速寿命试验方法标准 344

18.2.1 高电阻电热合金快速寿命试验方法（中国　GB/T 13300—91） 344

18.2.2 电热合金线材和带材的寿命试验方法（日本　JIS C 2524—1979） 350

18.2.3　镍铬和镍铬铁电热合金快速寿命试验方法（美国　ASTM B76—90） 354

18.2.4　铁铬铝电热合金快速寿命试验方法（美国　ASTM B78 90） 364

19　电热合金技术标准 373

19.1 电热合金技术标准的说明 373

19.2　电热合金技术标准 373

19.2.1 中国电热合金技术标准 373

19.2.2 日本电热合金技术标准 390

19.2.3　美国电热合金技术标准 408

19.2.4　德国电热合金技术标准 414

19.2.5　俄罗斯电热合金技术标准 429

20.1 生产概况 445

20.1.1 电热合金的产量和产品结构 445

20　我国电热合金生产概况 445

20.1.2 电热合金的产品质量控制和新产品 446

20.1.3 电热合金的生产工艺 447

20.1.4　电热合金生产用设备 448

20.2　电热合金和电热元件生产厂概况 449

21.1.2　电热合金电气物理性能表 453

21.1.4　常用线规号码的公制对照表 453

21.1.3 电热合金的力学性能表 453

21.1.1 电阻温度修正系数表 453

21.1 电热合金常用性能数据 453

21 电热合金计算用数据 453

21.1.5　摄氏与华氏温度对照表 461

21.2　电热合金计算用数据表 465

21.2.1　计算用数据表内容说明 465

21.2.2　线材计算用数据表 468

附录 电热合金计算用数据表 475

附录A　线材计算用数据表（表A0～表A20） 475

附录B　带材计算用数据表（表B0～表B20） 497

附录C　扁丝计算用数据表（表C0～表C12） 560

参考文献 612