更新时间：2022-08-26 11:20
众所周知，当电流I通过电阻R时产生每秒的焦耳热。电热合金就是利用这种电能转换为热能特性的电阻合金。无论是工业生产还是日常生活，电加热器的应用都十分广泛，其发热材料即为电热合金。电热合金一般具有较高的电阻率和稳定而较小的电阻温度系数，通过电流能产生较高的热量和稳定的功率，抗高温氧化性强，耐腐蚀性好，有足够的高温强度，在不同工作情况下，有足够的使用寿命，有良好的加工性能，以满足不同类型结构成型的需要。但PTC电热材料却是一种高电阻温度系数的中、低温电热材料，且具有功率自控作用。
电热合金材料的选用应与被加热物质的工艺要求、电热设备的结构形式及使用条件相结合。合金型材料对炉型的适应性强，能制成各种形状的加热元件，应用范围广，但其工作温度比非金属发热材料要低。管状电热元件使用安装方便，但工作温度较低，且在不同介质中应用的管状元件，由于各自的特性差异是不能互换使用的。
对电热合金的性能要求是：
1)具有高的电阻率和低电阻温度系数。
2)合金在使用温度范围内无相变，以保证电阻没有突变，电性能长期稳定。
3)具有较高的抗氧化性和对各种气氛的耐蚀性。
4)具有足够的高温强度，保证加热体不易变形和较长的使用寿命。
5)良好的加工性能，易于制成丝材或带材，并能绕制成各种形状的加热元件。
电热合金主要包括Ni-Cr系和Fe-Cr-Al系两类，适用于在950～1 400℃温度范围内工作的电加热元件。在更高温度工作的加热则采用纯金属电热材料。
1．Ni-Cr系电热合金
这类合金的高温强度高，高温冷却后无脆性，使用寿命较长，易于加工和焊接，是广泛使用的电热合金。
在Ni-Cr系中，镍与铬形成有限固溶体。当铬含量（质量分数）小于20%时，随铬含量增加电阻率提高，电阻温度系数减小；铬含量大于20%时，电阻温度系数增加，加工性能变差；而铬含量大于30%时靠近两相区，脆性增加，加工困难。因此铬含量以15%～30%为宜。加入铁使加工性能改善，但耐蚀性降低。而添加少量Si、Al、Ti、Zr或稀土元素可提高合金的工作温度和使用寿命。
Ni-Cr系电热合金的软化退火温度为950~1100℃，快速冷却。
2．Fe-Cr-AI系电热合金
Fe-Cr-AI系电热合金的电阻率高，耐热性好和高温抗氧化性好，与Ni-Cr系合金相比具有更高的使用温度，价格也较便宜。但这类合金经高温使用时易产生脆性，而且长时间使用永久伸长率较大。
在铁中加入铬和铝都使电阻率提高，电阻温度系数降低，抗氧化性提高。添加少量Co、Ti、Zr、稀土元素等也提高合金的抗氧化性、高温强度和使用寿命。但随铬、铝含量的增加，合金的电导率增加，冲击韧性降低，加工性能变差。因此要求严格控制工艺和质量。各工艺环节，不仅要保证成分准确均匀、有害元素及杂质少，还要控制品粒细小而均匀，组织致密。
Fe-Cr-AI系电热合金的软化退火温度为750～800℃，快速冷却。
Fe-Cr-AI合金在焊接时晶粒易长大从而产生脆性，因此要用Fe-Cr-AI合金焊条快速焊接，最好用氩弧焊。如果焊后不立刻使用，应将焊接部位于800℃左右退火，以消除焊接应力。
使用电热合金注意事项：
1)最高使用温度约高出被加热物质或周围介质温度100℃以上，而电热合金强度随温度升高而降低，因此为了保证其刚性，对元件的形状和尺寸应合理选择，防止螺旋圈软化倒塌导致短路；
2)为降低元件引出端温度，减少电能损失和便于联接电源线，元件引出棒（或带）的截面积至少应为元件截面积的3倍；
3)铁铬铝合金焊接，最好采用氩弧焊快速焊接，防止焊口因过热而脆断；镍铬合金元件可用电弧或气焊焊接；
4)铁铬铝合金在空气中抗氧化性能高，在含硫、氢的气氛中也很稳定，但含硫的还原性气氛会影响其使用寿命；纯氢及分解氨对铁铬铝合金无损害，但在部分燃烧的氨中耐用性较差；直接暴露在氮气中使用，其使用寿命比在空气中低；电热合金不能在卤素及其化合物中或其气氛中使用；
5)一般耐火材料中含有 和 ，在高温下与铁铬铝合金表面的保护膜 形成低熔点化合物，加速电热合金的损坏，故应采用 含量在1.5%以下和 含量在48%以上的高铝耐火砖；也可用氧化镁耐火材料制品作炉衬；在较低温度下可使用粘土砖。