Материалы для электротермических установок – часть 1

Радиоэлектроника      Постоянная ссылка | Все категории

МАТЕРИАЛЫ для электро­термических установок

СПРАВОЧНОЕ ПОСОБИЕ

Под редакцией кандидата технических наук М. Б. ГУТМАНА

МОСКВА ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ 1987


ББК 31.26 М34

УДК 621.365.036(035.5)

Рецензент доктор техн. наук А. Д. Свенчанский

Авторы: Н. В. Большакова, К. С. Борисанова, В. И. Бур­цев, И. В. Воронкии, А. Г. Грязнов, М. Б. Гутман, В. JI. Мальтер, Б. К. Орлов, В. С. Сасса, А. С. Тишкина, Ю. В. Шумков, Н. Ф. Шур

Материалы для электротермических установок:

М34 Справочное пособие/ Н. В. Большакова, К. С. Бо­рисанова, В. И. Бурцев и др.; Под ред. М. Б. Гут­мана.— М.: Энергоатомиздат, 1987. — 296 е.: ил.

Приведены данные по свойствам материалов нагревательных эле­ментов и конструкционных материалов электротермических установок, эксплуатационным качествам материалов при их работе в углеродсо – держащих и водород содержащих атмосферах, неметаллическим на­гревательным элементам, применяемым для работы в окислительной атмосфере при температурах до 2000 °С. Представлен метод расчета срока службы металлических нагревателей в различных атмосферах.

Для инженерно-технических работников, занятых проектированием и эксплуатацией электротермического оборудования.

м 2302050000-031

М 051(01)-87——– 209″87 ББК 31.26

© Энергоатомиздат, 1987

ПРЕДИСЛОВИЕ

Электротермические установки находят широкое применение во многих отраслях промышленности с различными условиями работы, что определяет многообразие материалов, используемых для их создания.

Сведения о применяемых материалах разрознены по периодиче­ским и другим изданиям и часто не дают полного представления об об­ластях их применения и назначении. Наиболее сконцентрированы эти сведения в [I], но и там эти данные приведены не полностью.

Нужды промышленности и многочисленные запросы по применению тех или иных материалов поставили задачу создания справочного посо­бия, которое обеспечит выбор материалов и оптимальное использование их при конструировании и эксплуатации электротермических установок, что особенно важно в настоящее время, когда перед всеми отраслями народного хозяйства поставлена задача экономии материально-энерге­тических ресурсов.

Все материалы, приведенные в книге, разбиты на две группы по функциональному признаку — конструкционные материалы и материалы нагревателей электротермических установок.

Разделы 1 и 2 содержат данные о свойствах и областях применения металлических и неметаллических материалов для нагревателей. Приве­дена обобщенная методика определения срока службы никельхромовых и железохромоалюминиевых сплавов на воздухе и в углеродсодержащей атмосфере. Приведены характеристики и результаты испытаний нагре­вателей из карбида кремния, дисилицида молибдена, хромита лантана и диоксида циркония.

Разделы 3—7 содержат данные о свойствах и областях применения металлических, огнеупорных, теплоизоляционных и других конструкци­онных материалов электротермических установок.


Неметаллические конструкционные материалы, представленные в разделах 4—7, разделены по группам в зависимости от характера их применения, а в каждой группе — по химико-минеральному составу. Для каждой группы неметаллических материалов представлены области их применения в зависимости от температуры и газовой среды, марки и основные характеристики. Приведен метод расчета теплопроводности насыпных, волокнистых материалов и формованных огнеупоров в произ­вольных условиях их работы и представлены результаты расчетов теп­лопроводности ряда материалов.

В написании справочного пособия приняли участие: И. В. Воронкин, М. Б. Гутман, Ю. В. Шумков, Н. Ф. Шур — раз­дел 1; А. Г. Грязнов, М. Б. Гутман, Б. К. Орлов — раздел 2; К. С. Бо – рисанова, И. В. Воронкин, М. Б. Гутман, А. С. Тишкина, Н. Ф. Шур — раздел 3; Н. В. Большакова, М. Б. Гутман, В. Л. Мальтер, В. С. Сас – са — раздел 4; Н. В. Большакова, В. И. Бурцев, В. Л. Мальтер, В. С. Сасса — раздел 5; В. Л. Мальтер — разделы 6 и 7.

В связи с тем что подобное справочное пособие выходит впервые, авторы особенно будут благодарны читателям, приславшим свои заме­чания по адресу: 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10, Энерго – атомиздат.

Авторы


Марки формованных изделий начинаются е обозначения группы ма­териала, марки остальных изделий с букв: П — порошки, С — смеси,

3__ заполнители, М — массы, М — мертели.

В марках изделий материалы соответственно группам обозначаются буквами:

Д — динасовый ТТТ — шамотный ШК — шамотно-каолиновый * ШП — шпинельный

В — высокоглиноземистый МКР — муллнтокремнеземистый MJ1 — муллнтовый МК — муллитокорундовый К — корундовый М — магнезитовый П — периклазовый ПШ — периклазошпинельный ПХ — периклазохромнтовый ХМ — хромомагнезитовый

Ц — цирконистый БК — бадделеитокорундовый К — карбндкремниевый Т— тальковый ПИ —• периклазоизвестковый К — кордиеритовый И — иттриевый

В конце может стоять обозначение классификационной группы по пористости (табл. 4.2), по технологии изготовления: С, Сп — спеченный, П, Пл — плавленый, JI — литой; по тонкости помола: К — крупный, С —* средний, Т —тонкий.

Кроме того, могут быть приведены дополнительные обозначения; Ц — цемент, Б — бетон, Г — глина, И — для индукционных печей, В — для вакуумных печей, Ф — фосфатная связка, Н — набнвная масса, А — алюмосиликатная смесь, Т — тигель, К — картон, В — вата, Б —< бумага, П — плиты, М — маты.


ОБОЗНАЧЕНИЯ В МАРКАХ СТАЛИ И СПЛАВОВ

Две первые цифры марки указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента.

Буквы за цифрами означают: С — кремний; X — хром; Н — никель; Ю — алюминий; Т — титан; Г — марганец; М — молибден; К — кобальт; В — вольфрам; Ц — цирконий; Р — бор; А — азот.

Цифры, стоящие после букв, указывают примерное содержание ле­гирующего элемента в процентах. Отсутствие цифр указывает, что со­держание этого элемента не превышает 1,5%.

В конце буква А означает высококачественная (-ый), Н —для на­гревательных элементов, JI — литаи (-ой).


МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

1.1. СПЛАВЫ С ВЫСОКИМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ

1.1.1. Общая характеристика

В ряде электротермических установок для нагревательных элемен­тов применяют сплавы с высоким удельным электрическим сопротивле­нием, которые условно называют сплавами сопротивления.

К этим сплавам предъявляется ряд требований. Прежде всего они должны обладать высокой жаростойкостью, т. е. взаимодействие их. с компонентами атмосфер, в которых они работают, при высоких темпе­ратурах должно быть как можно меньшим. Для снижения материалов емкости электрических печей сплавы должны обладать высоким удель­ным электрйческим сопротивлением и высокими излучательными свойст­вами. Стабильность электрического сопротивления нагревательного эле­мента в процессе эксплуатации, а также небольшое и постоянное зна>- чение температурного коэффициента сопротивления позволяют использо­вать сплавы сопротивления в целом ряде случаев без регулирующих трансформаторов. Благодаря небольшому температурному коэффициен­ту линейного расширения упрощается размещение и крепление нагрева­тельных элементов. Для сохранения формы нагревательного элемента в процессе работы материал должен быть достаточно жаропрочным. По­скольку нагревательный элемент работает в контакте с огнеупорными материалами, он не должен взаимодействовать с ними. Материал для нагревательных элементов должен обладать удовлетворительными тех­нологическими характеристиками (пластичностью, свариваемостью и т. п.) и иметь невысокую стоимость.

Перечисленным требованиям наиболее полно удовлетворяют специ­ально разработанные для нагревательных элементов сплавы сопротив­ления, которые можно разделить на две группы: ннкельхромовые ю железохромоалюминиевые сплавы.

Основой никельхромовых сплавов служит никель или иикель и же­лезо, основными легирующими элементами являются хром, алюминий и – кремний. Основой железохромоалюминиевых сплавов является железо^, основными легирующими элементами — хром и алюминий. Как в нн­кельхромовые, так и в железохромоалюминиевые сплавы вводят микро­добавки редкоземельных и щелочноземельных металлов, существенно повышающих жаростойкость сплавов, а следовательно, и срок службы нагревательных элементов. Наряду с легирующими элементами; обее – печивающими высокую жаростойкость сплавов, в них содержатся также и примесные элементы, попадающие в сплав с шихтовым материалом и в процессе плавки. К ним относятся сера и фосфор, оказывающие отрица­тельное воздействие на механические свойства металлов и снижающие жаростойкость материала.

Очень сильно снижает жаростойкость сплавов углерод. Повыше­ние содержания углерода с 0,04—0,05% до 0,08—0,09% в Х23Ю5Т и Х27Ю5Т может снизить срок службы нагревательных элементов в 4— 5 раз. Примесными элементами для железохромоалюминиевых сплавов являются также кремний и марганец, а для ннкельхромовых сплавов титан и марганец. Однако последние в пределах, допускаемых ГОСТ 10994-74, не вызывают значительного снижения жаростойкости.

Отечественная промышленность выпускает никельхромовые сплавы марок ХН20ЮС, Х15Н60, Х15Н60-Н, Х20Н80-Н, ХН60ЮЗ, ХН70Ю и Х15Н60ЮЗА и железохромоалюмииневые сплавы марок Х15Ю5, Х23Ю5, Х23Ю5Т и Х27Ю5Т. Сортамент, ГОСТ и ТУ для них приведены в табл. 1.1. Сплав Х15Н60 в связи с низкой жаростойкостью рекомен­дуется применять лишь в качестве реостатного материала (ГОСТ 10994-74).

В табл. 1.2—1.5 приведен химический состав сплавов и характери­стики, которые нормируются соответствующими ГОСТ и ТУ, указанны­ми в табл. 1.1. В табл. 1.6—1.9 представлены справочные данные, содер­жащиеся в ГОСТ и ТУ, но нерегламентируемые.

Таблица 1.1. Стандарты, технические условия и сортамент сплавов сопротивления

Проволока

Прокат сортовой

Диаметр, мм

Марка сплава

ГОСТ или ТУ

Диаметр, мм

ГОСТ или ТУ

в мот­ках

в прут­ках

XI5H60

Х15Н60-Н

X2QH8Q-H

ХН70Ю

Х15Ю5

Х23Ю5

Х23Ю5Т

Х27Ю5Т

ГОСТ 12766.1-77

0,3—7,5 0.1—7,5 0,1—7,5 1,0-7,0

0,2—7.5 0,3—7,5 0,3-7,5 0,5—5.5

ГОСТ 12766-4-77

6—12 6—12 6—12 6—12 6—12 6—12 6—12 6—12

13—16 13-16 13—25 13—30 13—25 13—25 13—25

ХН60ЮЗ

ТУ 14-1-2066-77

3,0—7,0

ТУ 14-1-2065-77

8—11

-

ХН20ЮС

ТУ 14-1-4038-86

0,3—7,5

ТУ 14-1-3062-80

8—12

13—25

Х15Н60ЮЗА

ТУ 14-1-1674-76

0,5—7,0

ТУ 14-1-1674-7S

8—16


Радиоэлектроника      Постоянная ссылка | Все категории
Мы в соцсетях:




Архивы pandia.ru
Алфавит: АБВГДЕЗИКЛМНОПРСТУФЦЧШЭ Я

Новости и разделы


Авто
История · Термины
Бытовая техника
Климатическая · Кухонная
Бизнес и финансы
Инвестиции · Недвижимость
Все для дома и дачи
Дача, сад, огород · Интерьер · Кулинария
Дети
Беременность · Прочие материалы
Животные и растения
Компьютеры
Интернет · IP-телефония · Webmasters
Красота и здоровье
Народные рецепты
Новости и события
Общество · Политика · Финансы
Образование и науки
Право · Математика · Экономика
Техника и технологии
Авиация · Военное дело · Металлургия
Производство и промышленность
Cвязь · Машиностроение · Транспорт
Страны мира
Азия · Америка · Африка · Европа
Религия и духовные практики
Секты · Сонники
Словари и справочники
Бизнес · БСЕ · Этимологические · Языковые
Строительство и ремонт
Материалы · Ремонт · Сантехника