热双金属组元层

《电气工程名词》第一版。 2100433B

1998年，经全国科学技术名词审定委员会审定发布。

精密合金的一种，由两层（或多层）具有不同热膨胀系数的金属或合金作为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。

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。

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。