תפקידם של אלמנטים שונים בחוט חימום חשמלי, חוט תנור חשמלי ורצועת התנגדות

חוט חימום חשמלי הוא חומר חימום חשמלי נפוץ המנצל את מאפייני ההתנגדות של אלמנטים מתכתיים ליצירת חום. על מנת לשפר את הביצועים של חוט התנור החשמלי ולקבל תכונות מיוחדות מסוימות, הוא מעורבב בכוונה עם רכיבים אלמנטריים שונים במהלך תהליך ההיתוך, ולכן מכונה לעתים קרובות סגסוגת חימום חשמלית.
ניתן לחלק בעיקר את החומרים הנפוצים לחוטי תנור חשמלי לשני סוגים של סגסוגות: Ni Cr ו-Fe Cr Al. בשימוש נרחב כגוף חימום חשמלי עבור תנורים תעשייתיים שונים, תנורי מעבדה ומכשירי חשמל ביתיים.
1. חוט החימום החשמלי מסדרת Ni Cr מבוסס על ניקל (או ברזל) ובדרך כלל מכיל 15 אחוז עד 30 אחוז Cr ו-29 אחוז עד 80 אחוז Ni, המציג מבנה אוסטניטי. טמפרטורת ההפעלה הגבוהה ביותר עבור חוט החימום החשמלי הנפוץ Cr20Ni80 היא 1200 מעלות.
2. סרט ההתנגדות מסדרת Fe Cr Al מבוסס על ברזל ובדרך כלל מכיל 12 אחוז עד 30 אחוז Cr, 4 אחוז עד 8 אחוז Al, והשאר הוא Fe. זהו מבנה פריט וניתן להשתמש בו עד טמפרטורה מקסימלית של 1400 מעלות.
הפונקציות של אלמנטים נפוצים בחוטי חימום חשמליים:
כרום - משפר את עמידות החמצון, עמידות חמצון בטמפרטורות גבוהות, עמידות בגופרית ועמידות בפני פיתולים וקורוזיה ביניים של חוטי תנור חשמלי.
ניקל - מספק יציבות מתכתית, משפר יציבות תרמית ויכולת ריתוך, משפר עמידות בפני קורוזיה בפני חומצות מפחיתות וסודה קאוסטית, ומשפר עמידות בפני פיצוח קורוזיה של חוטי חשמל, במיוחד בסביבות כלוריד וסודה קאוסטית.
ברזל - משפר את העמידות של חוטי חימום חשמליים לסביבות קרבוריזציה בטמפרטורה גבוהה, מפחית את עלויות הסגסוגת ושולט בהתפשטות תרמית.
אלומיניום - משפר את עמידות החמצון בטמפרטורה גבוהה של חוטי תנור חשמלי ומשפר את התקשות הגיל.
ניוביום - בשילוב עם פחמן, מפחית קורוזיה בין-גרגירית הנגרמת על ידי משקעי כרום קרביד במהלך טיפול בחום, משפר את העמידות בפני פיתולים וקורוזיה בין-סטילית.
מוליבדן - משפר את העמידות בפני קורוזיה של חוטי חימום חשמליים להפחתת חומצות, משפר את העמידות בפני בור וקורוזיה בין תשתיות בתמיסות מימיות המכילות כלוריד, ומשפר חוזק בטמפרטורה גבוהה.
קובלט - מספק חוזק בטמפרטורה גבוהה המוגבר על ידי חוטי תנור חשמליים, משפר את העמידות בפני פחמול וגופרית.
נחושת - משפרת את העמידות בפני קורוזיה של פסי התנגדות לחומצות מפחיתות (במיוחד חומצה גופרתית וחומצה הידרופלואורית בשימוש בסביבות לא מאווררות) ומלחים. הוספת נחושת לסגסוגות ברזל כרום מוליבדן ניקל עוזרת לשפר את עמידות בפני קורוזיה לחומצה הידרופלואורית, חומצה זרחתית וחומצה גופרתית.
טיטניום - בשילוב עם פחמן, מפחית קורוזיה בין-גרגירית הנגרמת על ידי משקעי כרום קרביד במהלך טיפול בחום, משפר את ביצועי חיזוק רצועת ההתנגדות להזדקנות ומשפר חוזק בטמפרטורה גבוהה.
טונגסטן - משפר עמידות בפני הפחתת חומצות וקורוזיה מקומית, משפר את חוזק פס ההתנגדות ויכולת הריתוך.
חנקן - משפר את היציבות המתכתית, משפר את העמידות בפני בור וקורוזיה בין תאי, ומשפר את החוזק.