热双金属带材.doc

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热双金属
热双金属（thermobimetal）是指由两个（或多个）具有不同热膨胀系数的金属或合金组元层牢固地结合在一起的复合材料。
简介
　　 热双金属组元层牢固结合而成。热双金属中的一组元层具有低的热膨胀系数，为被动层；另一组元层具有高的热膨胀系数，为主动层。有时，为了得到性能特殊的热双金属，还可以加入第三层或第四层金属或合金。通常，被动层都采用含Ni34～50％的因瓦型合金；主动层则采用黄铜、镍、Fe-Ni-Cr、Fe-Ni-Mn和Mn-Ni-Cu合金等。通过主动层和被动层材料的不同组合，可以得到不同类型的热双金属，如高温型、中温型、低温型、高敏感型、耐蚀型、电阻型和速动型等。
特性
表示热双金属特性的主要参量有：
1比弯曲。包括影响热双金属弯曲量的所有材料特性。它是衡量热双金 属对温度变化灵敏程度的一个重要参量。
2使用温度范围。热双金属可以正常工作的温度范围。包括线性温度范围和允许使用温度范围。在线性温度范围内热双金属的弯曲位移量与温度呈线性关系，比弯曲值最大。允许使用温度范围大于线性温度范围。在此范围内，虽然比弯曲值有所降低，但内部热应力尚低于材料的弹性极限，仍能安全使用。
3弹性模量。计算热双金属元件产生的推力、力矩和内应力时所需的参量。
4电阻率。计算直接通电加热的热双金属元件发热温度的参量。最常用的3Ni24Cr2(主动层)/ 4J36(被动层)热双金属的主要特性为：比弯曲(室温～150℃),(13.2～15.5)×10-6℃-1；允许使用温度范围，-70～+450℃；线性温度范围, -20～+180℃；弹性模量,≥16000kgf/mm2；电阻率(20±5℃)，77～84μΩ·cm。
热双金属各组元的热膨胀系数不同，当温度变化时各组元的膨胀或收缩量不同，作为一个整体的热双金属元件将发生弯曲。这一热敏特性广泛用于温度测量、温度控制、温度补偿和程序控制等。电气工业中的热继电器和断路器等，仪表工业中的气象仪表和电流计等，家用电器方面的电熨斗、电灶、电冰箱和空调装置等都广泛采用热双金属元件。

工艺
　　制造热双金属的关键工序是各组元层之间的复合工艺。复合工艺有熔合法、双浇法、热轧法、冷轧法和爆炸法等。常用的是热轧法，把各组元层的板坯在较高温度下以大压下量热轧而复合，然后进行冷轧。产品质量最好的是冷轧法，把不同组元层的板坯在常温下以大压下量冷轧而复合，然后进行常规冷轧。热双金属一般为带材或片材。
应用
双金属带材:热双金属是由两层或两层以上具有不同线膨胀系数的合金牢固结合的复合材料。膨胀系数较大的合金层称为主动层，膨胀系数较小的合金层称为被动层，主动层与被动层间可加有起调节电阻作用的中间层，当环境温度变化时，由于主动层和被动层的膨胀系数不同，产生弯曲或转动。这种合金用于温度控制、温度补偿、电流限制、温度指示等自动控制装置和仪器仪表中的热敏元件。还可应用于断路器，开关，热继电器，各类温控元器件，家电保护器，电子保护器，过载保护器、凝结疏水器、温度调节器、温度计、恒温箱、气象仪器、电熨斗，电饭锅、电冰箱、火警报警器、日光灯启辉器、烤箱、打火机、电流型自动控制开关，自动安全保护开关条条等。还用于流体（气。液）阀门开关等中低压电器中的热敏元件。
　　热双金属片的主动层与被动层材料有一定组分，例如;主动层成分为Mn75％ 、Ni15％、Cu10％或Ni20％、Mn6％、其余为铁，其热膨胀系数在20～100℃内分别为27×10-6/℃和20×10-6/℃；而被动层成分为Ni36％、余为铁或Ni42％、余为铁，其热膨胀系数为(1.8～4.8)×10-6/℃。热双金属片的结合方法有冷轧结合、熔融结合、热轧结合等。
　　热双金属材料可分为6种。
1用型:适用于多种用途和中等温度范围，有较高的灵敏度和强度。
2温型：适合于在300℃以上工作， 有较高强度和良好的抗氧化性能。
3低温型: 适合于在0℃以下工作。
4电阻型:有高低不同的电阻率可供选用，适用于各种小型化、标准化的电器。
5高灵敏型：具有高灵敏度、高电阻等特性。
6耐腐蚀型：有良好的耐腐蚀性，适合于在腐蚀性的媒质中作用。
热双金属带材:热双金属是由两层或两层以上具有不同线膨胀系数的合金牢固结合的复合材料。膨胀系数较大的合金层称为主动层，膨胀系数较小的合金层称为被动层，主动层与被动层间可加有起调节电阻作用的中间层，当环境温度变化时，由于主动层和被动层的膨胀系数不同，产生弯曲或转动。这种合金用于温度控制、温度补偿、电流限制、温度指示等自动控制装置和仪器仪表中的热敏元件。可提供常用材质: 5J1480、5J1580系列双金属带材,R6(TB130/06)、R9(TB130/09)、R11(TB150/11)、R15(TB138/17)、R25(TB127/25)、R40(TB138/42)、TB180/05、TB208/110（5J11）系列三金属带材
产地：德国产品 规格：0.6—1.2mm
热双金属带材型号、规格、特性    

热双金属是由两种或两种以上不同膨胀系数的金属或合金沿整个接触面牢固复合在一起，组成具有随温度变化而发生形状变化的功能材料。组元合金中，膨胀系数较高的一层组元合金称为主动层或高膨胀层，膨胀系数较低的一层组元合金称为被动层或低膨胀层。主动层和被动层之间加入不同厚度的中间层作为导流层，可获得热敏感性能基本相同，而电阻率不同的一系列电阻型热双金属。
1．牌号性能表

牌号

温曲率F(10~90℃)

比弯曲

线性温度范围

可用温度范围

最高使用温度

电阻率20℃时

密度20℃时

弹性模量20℃时

10-6/℃

K10-6/℃

℃

℃

℃

μΩ.cm

g/cm3

105N/mm2

CTER39110

39.4±4%

20.5

-20~200

-70~260

260

112.0±4%

7.75

1.38

CTER29140

28.6±4%

14.3

-20~200

-70~260

260

141.0±4%

7.47

1.34

CTER2878

28.5±4%

15.5

-20~200

-70~350

450

78.0±5%

8.1

1.7

CTER2780

27.0±4%

14.3

-20~150

-70~370

540

79.0±4%

8.03

1.72
热双金属片是一种用于实现温度控制的比较简单的自控元件。它由两层热膨胀系数不同的金属（或合金）组成。膨胀系数大的一层为主动层，热膨胀系数小的一层称为被动层。热双金属片受热时，主动层**膨胀的长度大于被动层，但由于两层牢固地结合在一起，使热双金属片弯曲成弧形。冷却时则相反。利用这一特性可制造热继电器。常用于电动机的过载保护。