Пруток из сплава с высоким электрическим сопротивлением 0Х23Ю5А
Пруток из сплава 0Х23Ю5А — жаропрочный хромоалюминиевый материал на железной основе, предназначенный для изготовления нагревательных элементов, работающих в окислительных средах при температурах до 1250 C. Состав сплава регламентирован ГОСТ 12766.1-90 и характеризуется содержанием хрома 22,0–25,0 %, алюминия 4,5–5,8 % и углерода не более 0,05 %. Благодаря формированию плотной оксидной плёнки AlO на поверхности, пруток демонстрирует стабильное электросопротивление в процессе длительной эксплуатации и высокую стойкость к циклическим термическим нагрузкам.
В отличие от никельхромовых сплавов, 0Х23Ю5А не содержит никеля, что обеспечивает его экономическую эффективность при сохранении удельного электрического сопротивления в диапазоне 1,25–1,35 Оммм/м. Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) имеет положительное значение в интервале 20–600 C, что необходимо учитывать при проектировании систем управления мощностью. Плотность сплава составляет 7,2 г/см, предел прочности при растяжении — не менее 590 МПа, относительное удлинение — не менее 16 %.
Технические характеристики прутков 0Х23Ю5А
Прутки поставляются в горячекатаном или холоднотянутом состоянии, диаметром от 1,0 до 12,0 мм. Поверхность не требует дополнительной механической обработки при использовании в качестве заготовок для навивки спиралей. Допустимые отклонения по диаметру соответствуют классу точности В или С по ГОСТ 12766.1-90. Материал поставляется в бухтах или отрезках мерной длины — в зависимости от диаметра и требований заказчика.
- Удельное электрическое сопротивление — 1,25–1,35 Оммм/м при 20 C
- Максимальная рабочая температура — 1250 C
- Предел прочности при растяжении — 590–780 МПа
- Относительное удлинение — 16–25 %
- Твёрдость HB — 200–260
Применение прутков 0Х23Ю5А
Прутковый прокат 0Х23Ю5А используется преимущественно для производства проволочных и ленточных нагревателей промышленного назначения. Из него изготавливают спирали для трубчатых электронагревателей (ТЭН), нагревательных элементов муфельных и камерных печей, печей сопротивления для термообработки металлов, а также элементы электрических печей для обжига керамики и стекла. Материал пригоден для работы в атмосфере воздуха, азота и других окислительных сред, однако не рекомендуется для эксплуатации в средах, содержащих серу, хлор или восстановительные газы.
Высокая жаропрочность позволяет применять пруток в качестве опорных и токоподводящих элементов в высокотемпературных зонах печей. При проектировании нагревателей необходимо учитывать склонность сплава к росту зёрен при температурах выше 1000 C, что приводит к повышению хрупкости после длительной эксплуатации. Поэтому конструкции с механическими нагрузками требуют дополнительного расчёта на ползучесть.
Сравнение с другими марками фехрали
| Марка сплава | Рабочая температура, C | Удельное сопротивление, Оммм/м | Содержание Al, % | Содержание Cr, % |
|---|---|---|---|---|
| 0Х23Ю5А | 1250 | 1,25–1,35 | 4,5–5,8 | 22,0–25,0 |
| 0Х27Ю5А | 1300 | 1,35–1,45 | 4,5–5,8 | 26,0–28,0 |
| Х23Ю5Т | 1200 | 1,25–1,35 | 4,5–5,8 | 22,0–25,0 |
Легирующая добавка иттрия (до 0,5 %) в составе 0Х23Ю5А повышает адгезию оксидной плёнки к металлу и улучшает сопротивление окалинообразованию при циклических нагревах. Это делает сплав предпочтительным для нагревателей, работающих в режиме частых включений и выключений, например, в печах периодического действия.
Особенности обработки и монтажа
Прутки 0Х23Ю5А обладают ограниченной пластичностью при комнатной температуре и склонны к растрескиванию при резких изгибах. Навивку спиралей рекомендуется выполнять при подогреве заготовки до 200–300 C. Сварка элементов производится контактной точечной сваркой или аргонодуговой сваркой с применением присадочного материала того же состава. Соединение с медными токоподводами выполняется только через переходные биметаллические пластины для исключения диффузии алюминия в медь при высоких температурах.
Вопросы и ответы
Каков максимальный диаметр прутка 0Х23Ю5А?
Промышленно выпускаются прутки диаметром от 1,0 до 12,0 мм. Заготовки большего сечения поставляются по индивидуальному заказу в виде кованых прутков.
Можно ли использовать пруток 0Х23Ю5А в среде водорода?
Не рекомендуется. В восстановительных атмосферах оксидная плёнка разрушается, что приводит к ускоренному окалинообразованию и выходу нагревателя из строя.
Чем отличается 0Х23Ю5А от Х23Ю5Т?
В 0Х23Ю5А добавлен иттрий, который улучшает стойкость оксидной плёнки при термоциклировании. Х23Ю5Т содержит титан, обеспечивающий более высокую технологическую пластичность при холодной деформации.
Какой температурный коэффициент сопротивления у сплава?
ТКС положительный и составляет примерно 3–5 10 1/C в диапазоне 20–600 C. При расчёте мощности нагревателя необходимо учитывать увеличение сопротивления при нагреве.
