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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