Новые экономически эффективные сплавы для электронагревательных элементов 2

Продолжение статьи, 2 часть:

Прецизионно дозированные добавки редкоземельных металлов не только обеспечивают измельчение зерна, но и, действуя как раскислитель, связывают кислород и азот, что обеспечивает высокие прочностные и пластические свойства проволоки. При этом существенно повышается предел ползучести, а также устойчивость против окисления при более высоких температурах. Величина относительного удлинения (показатель пластичности и способности к навиванию) зарубежных фехралевых проволок существенно превышает эти же характеристики отечественных аналогов по ГОСТ 10994-74 и достигает значений .200=22-27%. Следует отметить, что методы изготовления, способы легирования и достижения сбалансированности химического состава сплавов нагрева зарубежными производителями в полной мере не раскрываются.

Отечественным производителям не удается не только прецизионно контролировать микролегирование и однородность структуры, но и добиться стабильного снижения содержания углерода до уровня <0,03%, обеспечивающего высокую пластичность и отсутствие склонности хромоалюминиевых сплавов на основе железа к межкристаллитной коррозии (МКК) при повышенных температурах. Такие сплавы, как Х23Ю5Т и Х27Ю5Т, традиционно стабилизируют титаном (до 0,5% по ГОСТ 10994-74), что часто обусловливает ухудшение качества их поверхности, неоднородность структуры и проявление склонности к ножевой коррозии. В совокупности это приводит к тому, что отечественные хромоалюминиевые сплавы нередко обладают нестабильными (в зависимости от партии) свойствами, а также склонны к высокотемпературному охрупчиванию, межкристаллитному коррозионному разрушению, быстрому проявлению признаков ползучести и, как следствие, провисанию при высоких температурах. Это заставляет отечественных потребителей сплавов нагрева использовать преимущественно дорогостоящие сплавы с высоким содержанием никеля, типа Х20Н80-Н и Х15Н60-Н, обладающие заведомо лучшими характеристиками по сравнению с отечественными фехралями.

В отличие от стран с передовой экономикой, производители и продавцы отечественных сплавов нагрева зачастую не считаются с расходами потребителей и сузили рынок до нескольких, в основном дорогостоящих никельсодержащих марок. А в большинстве промышленно развитых стран доля фехралей в общем объеме потребления специальных сплавов нагрева составляет свыше 80%. Зарубежные фехрали обладают более высокой максимальной рабочей температурой (до 1350 .С) и в 2-4 раза долговечнее в сравнении с нихромом при эксплуатации при высоких температурах (1100-1350 .С). Кроме того, эти фехрали обладают более стабильным ТКЭС, что позволяет повысить стабильность поддержания температуры систем нагрева. Повышенное значение предела ползучести в совокупности с низким коэффициентом термического расширения, который обеспечивает возможность локальной фиксации легконавиваемых проволочных нагревателей на поддерживающих конструкциях, практически гарантирует отсутствие провисания нагревательных элементов при эксплуатации.

Применение фехралей, обладающих меньшим удельным весом и более высоким удельным сопротивлением по сравнению с нихромом (~ 1,4 и 1,1 Ом.мм2.м-1 соответственно) позволяет снизить вес самого нагревательного материала на 20-30% при тех же размерах проволоки, а также добиться более равномерного по длине нагрева. Это устраняет неравномерность прогрева и предотвращает риск возможного провисания и локального прогорания проволоки (ленты). Кроме того, снижение веса приводит к снижению расходов за счет уменьшения геометрических размеров футеровки, крепежной оснастки и т.д.