การจำแนกประเภท
โลหะผสมไฟฟ้าความร้อน: สามารถแบ่งออกได้เป็นสองประเภทตามปริมาณธาตุทางเคมีและโครงสร้าง:
หนึ่งในนั้นคือโลหะผสมเหล็ก-โครเมียม-อะลูมิเนียมซีรีส์
อีกประเภทหนึ่งคือโลหะผสมนิกเกล-โครเมียม ซึ่งมีข้อดีเฉพาะตัวในฐานะวัสดุให้ความร้อนด้วยไฟฟ้า และมีการใช้งานอย่างแพร่หลาย
วัตถุประสงค์หลัก
เครื่องจักรโลหะวิทยา การแพทย์ อุตสาหกรรมเคมี เซรามิกส์ อิเล็กทรอนิกส์ เครื่องใช้ไฟฟ้า แก้ว และอุปกรณ์ทำความร้อนอุตสาหกรรมอื่นๆ รวมถึงเครื่องทำความร้อนสำหรับใช้ในบ้าน
ข้อดีและข้อเสีย
1. ข้อดีและข้อเสียหลักของโลหะผสมเหล็ก-โครเมียม-อะลูมิเนียม: ข้อดี: โลหะผสมเหล็ก-โครเมียม-อะลูมิเนียมสำหรับงานทำความร้อนไฟฟ้ามีอุณหภูมิใช้งานสูง อุณหภูมิใช้งานสูงสุดสามารถสูงถึง 1400 องศาเซลเซียส (เช่น 0Cr21A16Nb, 0Cr27A17Mo2 เป็นต้น) อายุการใช้งานยาวนาน รับน้ำหนักพื้นผิวได้สูง ทนต่อการเกิดออกซิเดชันได้ดี มีความต้านทานไฟฟ้าสูง ราคาถูก และอื่นๆ ข้อเสีย: โดยหลักแล้วมีความแข็งแรงต่ำที่อุณหภูมิสูง เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความเป็นพลาสติกจะเพิ่มขึ้น และชิ้นส่วนจะเสียรูปได้ง่าย ดัดงอและซ่อมแซมได้ยาก
2. ข้อดีและข้อเสียหลักของโลหะผสมนิกเกิล-โครเมียมสำหรับระบบทำความร้อนไฟฟ้า: ข้อดี: ความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงสูงกว่าเหล็ก-โครเมียม-อะลูมิเนียม ไม่เสียรูปง่ายภายใต้การใช้งานที่อุณหภูมิสูง โครงสร้างไม่เปลี่ยนแปลงง่าย มีความยืดหยุ่นดี ซ่อมแซมง่าย มีค่าการแผ่รังสีสูง ไม่เป็นแม่เหล็ก ทนต่อการกัดกร่อนสูง อายุการใช้งานยาวนาน ฯลฯ ข้อเสีย: เนื่องจากทำจากวัสดุโลหะนิกเกิลที่หายาก ราคาของผลิตภัณฑ์ในซีรีส์นี้จึงสูงกว่าเหล็ก-โครเมียม-อะลูมิเนียมหลายเท่า และอุณหภูมิการใช้งานต่ำกว่าเหล็ก-โครเมียม-อะลูมิเนียม
ดีและไม่ดี
ก่อนอื่น เราต้องรู้ว่าลวดความร้อนร้อนจนเป็นสีแดงนั้นเกี่ยวข้องกับการจัดเรียงของลวดความร้อน ลองถอดไดร์เป่าผมออกแล้วตัดลวดความร้อนออกมาสักส่วนหนึ่ง ถ้าใช้หม้อแปลง 8V 1A ความต้านทานของลวดความร้อนหรือลวดความร้อนของผ้าห่มไฟฟ้าไม่ควรน้อยกว่า 8 โอห์ม มิฉะนั้นหม้อแปลงจะไหม้ได้ง่าย ถ้าใช้หม้อแปลง 12V 0.5A ความต้านทานของลวดความร้อนไม่ควรน้อยกว่า 24 โอห์ม มิฉะนั้นหม้อแปลงจะไหม้ได้ง่าย ถ้าลวดความร้อนร้อนจนเป็นสีแดง ยิ่งแดงยิ่งดี แสดงว่าควรใช้หม้อแปลง 8V 1A เพราะกำลังไฟมากกว่าหม้อแปลง 12V 0.5A ด้วยวิธีนี้ เราจะสามารถทดสอบข้อดีและข้อเสียของลวดความร้อนได้ดียิ่งขึ้น
1. อุณหภูมิใช้งานสูงสุดของชิ้นส่วนหมายถึงอุณหภูมิพื้นผิวของชิ้นส่วนนั้นเองในอากาศแห้ง ไม่ใช่อุณหภูมิของเตาหรือวัตถุที่ถูกทำให้ร้อน โดยทั่วไป อุณหภูมิพื้นผิวจะสูงกว่าอุณหภูมิของเตาประมาณ 100 องศา ดังนั้น ด้วยเหตุผลข้างต้น ในการออกแบบจึงควรคำนึงถึงอุณหภูมิใช้งานของชิ้นส่วนด้วย เมื่ออุณหภูมิใช้งานเกินขีดจำกัดที่กำหนด การเกิดออกซิเดชันของชิ้นส่วนจะเร่งตัวขึ้น และความทนทานต่อความร้อนจะลดลง โดยเฉพาะอย่างยิ่งชิ้นส่วนโลหะผสมเหล็ก-โครเมียม-อะลูมิเนียมที่ใช้ในเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าจะเสียรูป ยุบตัว หรือแตกหักได้ง่าย ซึ่งจะทำให้อายุการใช้งานสั้นลง
2. อุณหภูมิใช้งานสูงสุดของชิ้นส่วนมีความสัมพันธ์อย่างมากกับเส้นผ่านศูนย์กลางของลวด โดยทั่วไปแล้ว ชิ้นส่วนที่มีอุณหภูมิใช้งานสูงสุดควรมีเส้นผ่านศูนย์กลางของลวดไม่น้อยกว่า 3 มม. และความหนาของแถบโลหะแบนไม่ควรน้อยกว่า 2 มม.
3. มีความสัมพันธ์อย่างมากระหว่างบรรยากาศกัดกร่อนภายในเตาหลอมกับอุณหภูมิการทำงานสูงสุดของชิ้นส่วน และการมีอยู่ของบรรยากาศกัดกร่อนมักส่งผลกระทบต่ออุณหภูมิการทำงานและอายุการใช้งานของชิ้นส่วน
4. เนื่องจากเหล็ก-โครเมียม-อะลูมิเนียมมีความแข็งแรงสูงที่อุณหภูมิสูงต่ำ ชิ้นส่วนจึงเสียรูปได้ง่ายที่อุณหภูมิสูง หากเลือกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของลวดไม่เหมาะสมหรือการติดตั้งไม่ถูกต้อง ชิ้นส่วนอาจพังและลัดวงจรเนื่องจากการเสียรูปที่อุณหภูมิสูง ดังนั้นจึงต้องคำนึงถึงปัจจัยนี้ในการออกแบบชิ้นส่วน
5. เนื่องจากองค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันของโลหะผสมเหล็ก-โครเมียม-อะลูมิเนียม นิกเกล โครเมียม และโลหะผสมอื่นๆ สำหรับเตาไฟฟ้า อุณหภูมิการใช้งานและความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันจึงถูกกำหนดโดยความแตกต่างของค่าความต้านทาน ซึ่งในโลหะผสมเหล็ก-โครเมียมนั้น ค่าความต้านทานจะถูกกำหนดโดยธาตุอะลูมิเนียม ในขณะที่โลหะผสมนิกเกล-โครเมียมนั้น ค่าความต้านทานจะถูกกำหนดโดยธาตุนิกเกล ภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูง ฟิล์มออกไซด์ที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของธาตุโลหะผสมจะเป็นตัวกำหนดอายุการใช้งาน เนื่องจากระยะเวลาการใช้งานที่ยาวนาน โครงสร้างภายในของธาตุจะเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา และฟิล์มออกไซด์ที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวก็จะเสื่อมสภาพและถูกทำลายไปด้วย ทำให้ธาตุต่างๆ ภายในส่วนประกอบ เช่น นิกเกล อะลูมิเนียม เป็นต้น ถูกใช้ไปเรื่อยๆ ส่งผลให้อายุการใช้งานสั้นลง ดังนั้น เมื่อเลือกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของลวดสำหรับเตาไฟฟ้า ควรเลือกลวดมาตรฐานหรือลวดแบนที่มีความหนามากกว่า