<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENTS AUX ALLIAGES POUR RESISTANCES ELECTRIQUES.
On sait que les alliages nickel-chrome utilisés pour la confec- tion de résistances électriques peuvent avantageusement contenir de faibles quantités de calcium et de cérium (ou d'autres métaux de terres rares), pour 1'augmentation de la durée d'utilisation, et que ces alliages peuvent contenir de petites quantités de silicium. Lors de la préparation des alliages, on utilise habituellement le cérium sous forme de mischmetal et l'expression "cérium" est utilisée ici pour désigner non seulement le cérium lui-même, mais aussi tous autres métaux de terres rares présents.
Dans la pratique, les teneurs en silicium des alliages nickel-chrome contenant à la fois du calcium et du cérium ont été jusquici très basses, par exemple de l'ordre de 0,5%
La demanderesse a découvert qu'en utilisant une teneur en silicium plus élevée et bien déterminée, avec une teneur en cérium très- basse et bien détermineéc également,, il est possible d'augmenter dans des proportions très considérables la durée d'utilisation d'un élément de résistance électri- que fabriqué au moyen d'un tel alliage. Pour pouvoir être' forgée 1'alliage doit contenir aussi une petite quantité déterminée de calcium.
Conformément à l'invention, des alliages nickel-chrome pour r' sistances électriques contiennent de 10 à 25% de chrome., de 0,005 à 0,05 de calcium,de 0.01 à 0,1% de cérium et de 1,15 à 2% de silicium, le complément (sauf pour ce qui est des impuretés) étant du nickel.
De préférence, les éléments sont présents en quantités comprises entre des limites plus reprochées, savoir de 15 à 25% de chrome, de 0,01 à 0,03% de calcium, de 0,025 à 0, 06% de cérium et de 1,4 à 1,6 % de silicium,
Bien que l'Invention vise les alliages nickel-chrome se distinguant des alliages nickel-chrome-fer, le fer est souvent présent en tant qu' impureté dans les matières premières et, en conséquence, les alliages formant l'objet de l'invention peuvent contenir jusqu'à 2% de fer. De plus, une certaine partie de nickel (en quantité allant jusqu'à 15% de l'alliage total)
<Desc/Clms Page number 2>
peut être remplacée par du cobalt.
Les alliages peuvent contenir divers autres éléments sans
EMI2.1
inconvénient, savoir jusqu9à in da1.uminium., jusqu'à 0,3% de carbone, jusqu' à 0'.6 de cuivre et jusqu9à 3% de manganèse. Les impuretés présentes peu- vent comprendre des traces de divers éléments, par exemple de titane.
Les durées d'utilisation des fils pour résistances électriques
EMI2.2
faits en un certain nombre d'amiagex ont été mesurées conformément à la spécification n B 76/39 de 1.' American Society for Testing Màterials; les compo- sitions en pourcentage et les résultats sont donnés dans le tableau suivant : Tableau.
EMI2.3
Ga & .Al Cr Durée Alliage ?1 0, Oï5 0, 8 0,55 0,17 Z O, 8 0,39 145 heures fi N 2 0,01.0 0, 05 ils 3'7 0,28 20,4 0,45 444 heures " N 3 Og Oi0 0, 3 1.,47 0,42 19,3 0, 4 490 heures
Le premier alliage (N I) est un alliage type tel qu'on le trouve actuellement sur le marché. Le second alliage (N 2) a une teneur en
EMI2.4
silicium qui, biler qu5'elle soit beaucoup plus élevée que la teneur habituelle jusqu'ici, est encore inférieure aux valeurs préférées de la présente invention. Le troisième alliage (N 3) a des teneurs en silicium et en cérium qui sont toutes deux comprises entre les limites préférées.
Les conditions dans lesquelles varie la durée d'utilisation avec la teneur en silicium sont illustrées par la figure 1 du dessin annexé qui est un graphique montrant les durées moyennes en heures (en ordonnée) pbtenues avec des fils pour résistances électriques faits en alliages conte-
EMI2.5
nant environ Q, .0,& de calcium, 0,04% de cérium, 0,2% d'aluminium, 20% de chrome et 0,4% de fer, avec des teneurs variables en silicium, données en % en abscisse. On voit que lorsque la teneur en silicium'augmente au-dessus de la valeur basse normale,., il n'y a pas d'augmentation appréciable de la durée d'utilisation, jusqu'à ce qu'elle atteigne environ 1,0%. Pour cette valeur, la durée d'utilisation commence à augmenter à une vitesse qui croît rapidement.
Entre 1,15 et 1,4%, l'augmentation est la plus remarquable, la durée d'utilisa- tion atteignant jusqu'à trois fois au moins la valeur'pour 0,6% de silicium, Quand la teneur en silicium dépasse 1,4%, la durée reste sensiblement constante jusqu'à 2%,
La nature déterminante de la teneur en cérium est illustrée par la figure 2 du dessin annexé, laquelle est un graphique montrant les durées moyennes en heures (en ordonnée) obtenues avec des fils pour résistances élec-
EMI2.6
triques faits en alliages contenant environ 0,010% de calcium, 0,2% d'aluminium 1,5% de silicium;,, 20% de chromes 0,4% de fer avec diverses teneurs en cérium, données en % en abscisse. On voit que dans les limites étroites allant de 0,03 à 0,05% de cérium, on obtient les meilleures durées.
<Desc / Clms Page number 1>
IMPROVEMENTS IN ALLOYS FOR ELECTRICAL RESISTORS.
It is known that the nickel-chromium alloys used for the manufacture of electrical resistances can advantageously contain small amounts of calcium and cerium (or other rare earth metals), for the increase of the service life, and that these alloys may contain small amounts of silicon. When preparing alloys, cerium is usually used in the form of mischmetal and the term "cerium" is used herein to refer not only to the cerium itself, but also to any other rare earth metals present.
In practice, the silicon contents of nickel-chromium alloys containing both calcium and cerium have hitherto been very low, for example of the order of 0.5%
The Applicant has discovered that by using a higher and well determined silicon content, with a very low and well determined cerium content also, it is possible to increase in very considerable proportions the service life of an electrical resistance element made from such an alloy. In order to be able to be forged the alloy must also contain a certain small amount of calcium.
According to the invention, nickel-chromium alloys for electrical resistors contain from 10 to 25% of chromium, from 0.005 to 0.05 of calcium, from 0.01 to 0.1% of cerium and from 1.15 to 2% silicon, the remainder (except for impurities) being nickel.
Preferably, the elements are present in amounts between more blamed limits, namely from 15 to 25% of chromium, from 0.01 to 0.03% of calcium, from 0.025 to 0.06% of cerium and 1, 4 to 1.6% silicon,
Although the invention is aimed at nickel-chromium alloys differing from nickel-chromium-iron alloys, iron is often present as an impurity in raw materials and, consequently, the alloys forming the object of the invention. may contain up to 2% iron. In addition, a certain part of nickel (in an amount up to 15% of the total alloy)
<Desc / Clms Page number 2>
can be replaced by cobalt.
Alloys can contain various other elements without
EMI2.1
disadvantage, namely up to in aluminum., up to 0.3% carbon, up to 0.6 copper and up to 3% manganese. The impurities present can include traces of various elements, for example titanium.
The useful lives of wires for electric heaters
EMI2.2
made of a number of amiagex have been measured in accordance with specification No. B 76/39 of 1. ' American Society for Testing Màterials; the percent compositions and the results are given in the following table: Table.
EMI2.3
Ga & .Al Cr Alloy Time? 1 0, O5 0, 8 0.55 0.17 ZO, 8 0.39 145 hours fi N 2 0.01.0 0.05 il 3'7 0.28 20.4 0, 45,444 hours "N 3 Og Oi0 0.31.47 0.42 19.3 0.494 hours
The first alloy (N I) is a typical alloy such as is currently found on the market. The second alloy (N 2) has a
EMI2.4
silicon which, although it is much higher than the hitherto usual content, is still lower than the preferred values of the present invention. The third alloy (N 3) has silicon and cerium contents which are both within the preferred limits.
The conditions under which the service life varies with the silicon content are illustrated by Figure 1 of the accompanying drawing which is a graph showing the average times in hours (on the y-axis) pbtenée with wires for electrical resistors made of alloys containing.
EMI2.5
containing approximately Q, .0, & calcium, 0.04% cerium, 0.2% aluminum, 20% chromium and 0.4% iron, with varying silicon contents, given in% on the abscissa . It can be seen that when the silicon content increases above the normal low value, there is no appreciable increase in the service life, until it reaches about 1.0. %. At this value, the usage time begins to increase at a rapidly increasing rate.
Between 1.15 and 1.4%, the increase is most noticeable, the service life reaching at least three times the value for 0.6% silicon, when the silicon content exceeds 1.4%, the duration remains substantially constant up to 2%,
The determining nature of the cerium content is illustrated by Figure 2 of the accompanying drawing, which is a graph showing the average times in hours (on the ordinate) obtained with wires for electrical resistors.
EMI2.6
triques made of alloys containing approximately 0.010% calcium, 0.2% aluminum 1.5% silicon; ,, 20% chrome 0.4% iron with various cerium contents, given in% on the abscissa. It can be seen that within the narrow limits ranging from 0.03 to 0.05% cerium, the best times are obtained.