Пруток из сплава с высоким электрическим сопротивлением Х15Ю5 в Минске

Пруток из сплава с высоким электрическим сопротивлением Х15Ю5

Пруток из сплава Х15Ю5 — жаропрочный материал на железохромоалюминиевой основе, предназначенный для изготовления нагревательных элементов, работающих в окислительной атмосфере при температурах до 950 C. Сплав относится к группе прецизионных материалов с высоким удельным электрическим сопротивлением и стабильными электрофизическими характеристиками в диапазоне рабочих температур.

Х15Ю5 легирован хромом (13–16 %) и алюминием (4,5–5,8 %), что обеспечивает формирование плотной оксидной плёнки AlO на поверхности при первом нагреве. Эта плёнка предотвращает дальнейшее окисление материала и определяет его длительный ресурс в условиях циклических теплосмен. Прутки поставляются в термически обработанном состоянии — отожжёнными, с твёрдостью не более 200 HB, что позволяет выполнять механическую обработку и гибку при изготовлении спиралей.

Электрофизические характеристики

Удельное электрическое сопротивление сплава Х15Ю5 составляет 1,25–1,35 Оммм/м при 20 C. Температурный коэффициент сопротивления — положительный, однако его величина незначительна по сравнению с чистыми металлами, что обеспечивает относительную стабильность мощности нагревателя при изменении температуры. Максимальная рабочая температура — 950 C, кратковременно допускается нагрев до 1000 C.

Механические свойства прутка при комнатной температуре:

• предел прочности при растяжении — 540–735 МПа;
• относительное удлинение — не менее 16 %;
• твёрдость по Бринеллю — 170–200 HB;
• плотность — 7,28 г/см.

Сортамент и геометрические параметры

Прутки изготавливаются методом горячей прокатки или ковки с последующей обточкой. Диаметральный ряд охватывает значения от 8 до 30 мм, длина прутков — 2–4 м. Допуск на диаметр соответствует классу точности h11–h12, кривизна — не более 2 мм на 1 метр длины. Поверхность прутков не должна иметь трещин, плен и закатов; допустимы незначительные дефекты, устраняемые зачисткой.

Области применения

Прутки Х15Ю5 используются для изготовления проволочных и ленточных нагревателей в электропечах сопротивления, термических агрегатах, сушильных камерах и установках химического машиностроения. Материал пригоден для работы в воздушной среде без принудительной защиты; применение в атмосферах с восстановительными компонентами или сернистыми соединениями не допускается из-за разрушения защитной оксидной плёнки.

Основные потребители прутка — предприятия, выпускающие трубчатые электронагреватели (ТЭН), нагревательные спирали для промышленных печей, а также ремонтные службы металлургических и машиностроительных заводов. Сплав хорошо сваривается аргонодуговой сваркой; соединение элементов нагревателя выполняется сваркой или механическим обжатием в контактных зажимах.

Особенности эксплуатации

При проектировании нагревателей из Х15Ю5 необходимо учитывать увеличение сопротивления при нагреве: при 950 C сопротивление возрастает примерно на 4–6 % относительно значения при 20 C. Это требует корректировки расчётной мощности и выбора сечения прутка с запасом по токовой нагрузке. Рекомендуемая плотность тока на поверхности нагревателя — 1,5–3,0 А/мм в зависимости от условий теплоотвода.

Сплав склонен к охрупчиванию при длительной выдержке в интервале температур 400–600 C вследствие выделения -фазы. Для восстановления пластичности необходим повторный отжиг при 750–800 C с последующим быстрым охлаждением. При монтаже нагревателей не допускаются резкие перегибы прутка при температуре ниже 100 C.

Вопросы и ответы