热双金属带材的分类
热双金属资料
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热双金属的性能指标
简支梁法测量温曲率的测量示意图
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热双金属的性能指标
温曲率（F）计算公式：
8 D2 D1 F 2 2 2 2 T2 T1 L 4D2 4 D2 L 4D1 4D1
按电阻特性分：
电阻型
高灵敏721电阻系列
中灵敏223电阻系列 中灵敏206电阻系列
如：FPA721－5、 FPA721－8
如：FPA223－25、 FPA223－35 如： FPA206－11、 FPA206－9
非电阻型
如： FPA206－78、FPA223－80等
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热双金属的牌号
目前对热双金属的牌号并没有一个统一的 编号规则，各国和各生产厂家都有自己的牌号 编制方法。
美国ASTM B388：2006《热双金属带材》牌号
TM1、TM2、……、TM36
热双金属代号 Thermostat Metal 流水号
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热双金属的牌号
德国DIN 1715：83《热双金属》牌号示例：
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热双金属的性能指标
3.最高使用温度
热双金属发生再结晶的温度。在超过 该温度使用时，热双金属组元合金的晶粒 将发生再结晶转变，并开始软化，热双金 属将不能正常使用。
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热双金属的性能指标
4.热敏感性指标 热双金属的热敏感性能有三种表示方法：
温曲率
比弯曲
弯曲常数
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热双金属的性能指标
常用双金属牌号对照表
常用双金属牌号对照表
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)、T B180/05、TB208/110（5J11）系列三金属带材
可根据客户需要提供分丝、冲片等加工服务。
热双金属调研简报
热双金属1.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。
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。
2.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。
双金属片说明
双金属片
双金属片是由二种或多种具有合适性能的金属或其它材料所组成的一种复合材料。
双金属片的特性主要包括：
1.具有合适的热膨胀系数：双金属片的热膨胀系数应该与被连接的部件的热膨胀系数相近，以确保连接的可靠性。
2.具有高强度和良好的导电性能：双金属片应具有足够的强度，以承受连接处的机械应力和电应力。
此外，双金属片应具有良好的导电性能，以便连接到电路中。
3.具有良好的导热性能：双金属片应具有良好的导热性能，以便在连接处产生热量时，能够有效地传递热量。
4.具有良好的耐腐蚀性能：双金属片应具有良好的耐腐蚀性能，以抵御介质、气体和化学物质等对双金属片的腐蚀。
5.具有良好的加工性能：双金属片应具有良好的加工性能，以便于加工和装配。
6.热膨胀系数：双金属片中的各组元层的热膨胀系数不同，当温度变化时，这种复合材料的热膨胀量也会发生变化，从而实现自动补偿。
7.弹性：双金属片具有一定的弹性，能够补偿温度变化引起的形变。
8.机械强度：双金属片具有一定的机械强度，能够承受一定的负荷。
9.耐磨损：双金属片表面经过特殊处理，可以增强其耐磨损性能。
10.温度稳定性：双金属片具有良好的温度稳定性，能够在较宽的温度范围内保持稳定的形状和尺寸。
11.耐腐蚀性：双金属片耐腐蚀性较好，能够在酸、碱、盐等环境中长期使用。
12.导电性：双金属片可以作为导电材料，用于制造电器设备。
13.磁性：双金属片可以作为磁性材料，用于制造电器设备中的磁路。
以上是双金属片的主要特性，双金属片是一种重要的连接材料，其在各个领域的应用非常广泛，电器、机械、汽车等领域。
热双金属简介及在热保护器中的应用
自1858年英国 Wilson公司用黄铜和钢 制成热双金属并取得专利以来，热双金属的 生产和应用已有一百多年的历史。由于热双 金属具有稳定可靠灵敏的记忆合金的特性， 在我国控温器行业中更大量应用，现将热双 金属的生产厂家、工作原理等及在热保护器 中的应用的一些实践经验简介如下：
1 热双金属简介
1.1 主要生产厂家 目前世界上生产热双金属的主要生产厂
连续固相复合法又分为室温固相复合法
使用连续固相复合法。其工艺流程为：
和连续热复合法。其生产的优缺点见表2。 表2
室温固相复合法
连续热复合法
1.压下量小，轧机小；
优 1.室温下固相复合，不需复杂的温控设 2.加工前表面光洁度要求较低；
备；3.退火时间短，退火目Fra bibliotek是以消除应力为
点
2.轧制后产品表面光洁度高； 3.板形保证良好。
家仍集中在欧美和日本，我国近几年来在热 双金属的研究和生产上也有较大的发展，其 中我们搜集到的代表性企业列在表1。
热双金属资料.
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热双金属的主动层合金
膨胀系数特性
主动层合 金的膨胀 系数随温 度变化关 系图
膨胀系数
33 31 29 27 25 23 21 19 17 15
93℃ 149℃ 260℃ 371℃
Mn72Cu18Ni10 Ni22Cr3 Ni20Mn6 Ni18Cr11 Ni19Cr2
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热双金属的被动层合金
热双金属的被动层合金一般都是膨胀系 数 很 低 的 镍 铁 合 金 。 在 1896 年 科 学 家 Guillaume发明了因瓦合金，在室温下，其 膨胀系数非常低，仅约1.2×10-6/℃，为热双 金属的开发打下了基础。
复合
三层复合
受热
受热
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热双金属的组元合金
▪高膨胀层（HES） 膨胀系数较高的一层组元合金
▪低膨胀层（LES） 膨胀系数较低的一层组元合金
▪中间层（MID) 夹在主动层和被动层之间材料
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热双金属的主动层合金
热双金属的主动层合金要求膨胀系数大， 熔点高，复合性好，弹性模量与被动层合金相 差不大。可作为主动层材料的合金很多，有铁 镍铬、铁锰镍、锰铜镍、纯镍、纯铁、黄铜、 青铜及不锈钢等。
常 用 的 被 动 层 合 金 一 般 包 括 Ni36Fe 、 Ni39Fe、Ni40Fe、Ni42Fe、Ni45Fe和Ni50Fe 等低膨胀合金或定膨胀合金。
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热双金属简介及其与记忆合金的比较
管理及其他M anagement and other热双金属简介及其与记忆合金的比较董天宇（成都市第七中学高新校区，四川 成都 610000）摘 要：本文目的在于介绍热双金属的原理、分类、特性、应用，并和记忆合金做简单比较。
关键词：热双金属；记忆合金；比较；原理中图分类号：TG139.6 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2018）06-0194-2生活当中，我们经常用到的一些电器都有热双金属的身影，它与我们的生活息息相关，比如电熨斗，空调，电水壶，电饭煲，家用安全插座等等。
并且在其他各种领域也有广泛应用比如航天工业的座舱温度计，安全领域的自动灭火器等等。
18世纪热双金属就已经被人们发明并应用，而最近几年来记忆金属才被发现并广泛应用[1]。
虽然两者都有在温度变化的情况下发生形状变化的效应，但由于两者原理及材料特性并不相同而有不同的应用[2]。
1热双金属1.1 热双金属的原理及结构1.1.1热双金属原理热双金属是由两种或两种以上不同热膨胀系数的金属组合而成，一般常见形状为条状或片状，因此常把它称之为热双金属片。
热双金属片由被动层和主动层组成，主动层材料要求是线膨胀系数较大，被动层材料要求是线膨胀系数较小。
在温度变化时，主动层的形变较大，而被动层形变较小，因此热双金属发生变形，最终热能转化成机械能，并达到热双金属机构动作的目的。
1.1.2主动层材料选取主动层材料的选取，要求不仅膨胀系数大并且需要有焊接性好，耐腐蚀性等，并且主被动层弹性模量相近。
主要分为有色金属及其合金和黑色金属及其合金两大类。
有色金属及其合金有黄铜蒙铜，铝青铜，铍青铜等，黑色金属及其合金有铁镍铬，铁镍钼，铁镍锰合金等[3-5]。
其中黑色金属应用更广泛。
1.1.3被动层材料选取被动层材料除了热膨胀系数小还需要耐腐蚀性良好，焊接性良好的特性。
主要采用铁镍合金，铁镍合金由镍的不同含量有许多不同的特殊性质，这里不做详细论述[6]。
1.2 热双金属的特性热双金属材料主要有热敏感性，弹性模量，电阻率，线性温度范围，允许使用温度范围，允许弯曲应力等特性，现就一部分特性作如下说明：热敏感性：热敏感性是衡量热双金属对温度敏感程度的一个重要指标，主要包括比曲率，温曲率，敏感系数三种表达方式。
热双金属带材的分类
122000
-20～150
-70～200
8.2
5J1411(R11)
14.9±5%
0.11±10%
122000
-20～150
-70～200
8.2
5J1309(R9)
13.9±5%
0.09±10%
122000
-20～150
-70～200
8.2
5J1306(R6)
13.8±5%
0.06±10%
Ni36
电阻系列
5J1306B
Ni22Cr3
Cu
Ni36
电阻系列
5J1309A
Ni20Mn6
Cu
Ni36
电阻系列
5J1309B
Ni22Cr3
Cu
Ni36
电阻系列
5J141lA
Ni20Mn6
Cu
Ni36
电阻系列
5J1411B
Ni22Cr3
Cu
Ni36
电阻系列
5J1417A
Ni20Mn6
Cu
Ni36
电阻系列
◇热双金属带材的分类、特性和应用:
类 型
特性和应用
1．高敏感性
如5J20110有很高的热敏感性能和电阻率，可提高仪器灵敏度，缩小尺寸或增大作用力。但弹性模量和允许应力较低，耐腐蚀性能较差。常用作陀螺仪和其他电真空器件中的无磁非匹配瓷封材料
2．通用型
如5J1480、5J1580等有较高的热敏感性和较高电阻率，低温稳定性良好，焊接较容易，应用较广。主要用于中温测量及自动控制设备中热敏感元件
5J1417B
Ni22Cr3
Cu
Ni36
电阻系列
ASTM B388-2000热双金属薄板和带材标准规范_中文
50
TM25
TM11 22 3 … … 75 … … 100 … 36 64 … 36
28
36
TM19 19.4 2.25 … … 78.3 … 0.5 … … 39 61 … 50
…
50
TM26
ASTM 类型
TM12 TM13
22
22
3
3
…
…
…
…
75
75
…
…
…
…
100
100
…
…
36
36
64
64
…
1000
500
1000
1000
1000
15.0 ± 5 ％ 14.6 ± 5 ％
700 475 ± 4 ％ 373 ± 4 ％
25
21.5 ± 5 ％ 21.1 ± 5 ％
500 675 ± 5 ％ 530 ± 5 ％
20
10.4 ± 6 ％ 10.6 ± 6 ％ 700 440±4％
346±4％
25
…
40
42
20
16
20
42
ASTM 类型
TM20 TM21
18
18
11.5
11.5
…
…
…
…
70.5
70.5
…
…
…
…
…
…
…
…
36
42
64
58
…
…
50
50
…
…
50
50
ASTM 类型 TM27 TM28
TM14 22 3 … … 75 … … 100 … 36 64 … 44
热双金属在电器产品中的设计下篇
热双金属在电器产品中的设计应用（下篇）文章/耐安达电热科技有限公司前言各位圈里圈外的朋友，大家好。
欢迎大家继续阅读此贴，继上一贴热双金属在电器产品中的设计应用(上篇)后我们了解到了热双金属的基本原理以及热双金属的主要性能和参数，下面我们又将讲到热双金属的分类及特点、应用等。
感谢读者对本帖文章的支持。
对此，小编我感激不尽，无以为报。
只有发布更多的加热管相关技术资料来报答大家的支持。
好了，没用的话我就不多说了，让我们开始吧：热双金属的分类及特点在（上篇）中我们了解到根据热双金属应用目的的不同，对主要技术性能的选择也就有不同的要求。
例如用于温度测量温度控制的热双金属要求比弯曲有较大的允许使用温度范围。
使用在高原环境下的热双金属，需要有较大的高温强度和良好的抗氧化性能。
应用于电气回路中作为保护装置的热双金属，需要有一定的比电阻值。
因此，热双金属一般按照它的使用特性，适用范围及条件可大致分成以下几类，见表1。
热双金属的应用设计一个热双金属元件，应考虑以下因素：(1)元件承受的电流等级；(2)工作温度范围；(3)元件将经受的最高温度；(4)位移和力的要求，或两者的结合：(5)空间限制；(6)工作条件。
1、热双金属牌号和规格的确定(1)根据使用温度，确定热双金属的温度类型：高温型、中温型；(2)根据动作空间、动作位移、电流等级、脱扣力等因素通过计算确定热双金属牌号、规格、形状。
高灵敏型低电阻(大安培)直条型中灵敏型中电阻(中安培)螺旋形低灵敏型高电阻(小安培)异形(3)根据计算的结果装机确认a.根据便用温度选择热双金属类型使用温度是热双金属动作的温度范围。
使用温度和使用温度上限最好在热双金属的线性温度范围内，这时双金属片具有恒定的和最大的灵敏度，可以保证热双金属元件的动作线性。
当使用温度超过了热双金属的可用(有效)温度范围时，热双金属元件将产生残余变形，导致工作特性发生变化。
b．计算位移和力，确定牌号和规格先约定双金属片的温曲率F，弹性模量E，长度L，宽度b，厚度d，弯曲位移S，热力F，温升差值△T选择相同规格，不同牌号的双金属片，计算位移S和热力F。
双金属材料
的 齿 条 钢 ， 洋 Ｔ 程 装 备 上 还 大 量 使 用 海
１ ｒ８ ｉＴ 不锈 钢 管 材 及 配 件 、 洋 工 程 用 Ｇ ｌ Ｎ９ ｉ 海
深 水系 泊链 、 管系 统等 。 立
（ 刊讯 ） 本
管、 钢丝 、 型钢 等 等 。
用型材 ， 即简 单 型钢 和异 形 钢材 。ｃ ．圆形 横
双金属半 成品 中， 常受 力构件 由较 大 通
厚度 的基体组 成 （ 层 ） 此选 择 较便 宜 的 或 ， 金属 。根 据 材 料 的标 准 ， 层 可 能 有 高 的物 镀
断面管 和异形 管。ｄ ．专用 （ 电机 工程 的、 工 具的 、 用于 热 交 换 设 备 、 期 断 面 钢 材 、 于 周 用
上 的 高 强 度 钢 板 ， 服 强 度 在 ６ ０ ａ以 上 屈 ９ ＭＰ
份 额要 从 目前 的约 占 ５ ％提 高到 １ ％ 。 目前 ０ 我 国海 洋工 程用 钢 除海 洋平 台导 管 架用 钢 使
用 国产 钢材 外 ， 其它 部位 主 要依 靠 进 口 ， 来 未
要 大力发 展 海 洋 工 程 装 备 产 、 亟 待 自主 研 ， 发海 洋工 程用 钢 ， 括 大 型海 洋 石 油平 台 、 包 海
轧辊 等 ） Байду номын сангаас。
理机 械 性 能 （ 蚀 和 耐 磨 ， 电 系数 等 ） 或 耐 导 ， 发挥 装 饰 用 镀 层 的作 用 。 通 常 这 层 厚 度 较
小 ， 由较 贵 和 稀 少 的材 料 制 造 。在 一 种 材 并
按 材料 用途 可分 为 ： 蚀 、 耐 耐磨 、 工具 、 热
料层 的透气 性 及分 布 的均 匀 和 合 理 性 ， 利 有
低压电器中的常用材料
低压断路器常用材料主要包括以下材料：1、热双金属材料2、电阻合金材料3、触头材料4、绝缘压塑料5、磁性材料6、弹性材料热双金属材料热双金属是由两层不同膨胀系数的金属（或合金）组元彼此牢固结合而成的复合材料。
其中热膨胀系数较高的一层，称为主动层，热膨胀系数较低的一层，称为被动层。
有时为了获得特殊性能，还可以复合第三层（中间层）。
由主动层产生的力和由被动层所产生的拉力组成的合力矩使热双金属的弯曲受到限制时，将产生推力，热能转变为机械能。
热双金属材料可分为：高灵敏度型、通用型、低温型、高温型、特殊型和电阻系列等类别。
热双金属材料的主要性能有：电阻率、比弯曲、弹性模量E、线性温度围、允许使用温度围和密度等。
比弯曲：单位厚度的平直热双金属试样每变化单位温度时纵向中心线的曲率变化之半。
单位名称为每摄氏度，单位符号为/10-6℃-1。
目前最常用的双金属材料有：5J4140、5J20110（5J11）、5J1480（5J18）、5J1578（5J16）、R5、R10、R15（R12）、R25、R30、R50等。
其中，5J4140、5J20110（5J11）、5J1480（5J18）、5J1455（R50）、5J1430（R33）等用于电流规格较小的直热式（由双金属元件直接通电发热）断路器。
5J表示双金属，5J20110中的20为比弯曲K值，110为20℃时的电阻率（μΩ·cm）。
一些中等规格电流如40、50、63A断路器等，它的旁热式或直热式大量使用R15（R12）、R25、R30、R50等。
它们使用3Ni24Cr2（镍鉻钢）为主动层，Ni36为被动层，加上中间层如锆铜Cu－Zr（多用于R15、R12）和镍层（用于R30、R50）。
改变中间层的厚度，可以调节电阻率的大小。
R后面的数值越小，适用的电流等级越大，反之，适用的电流等级越小。
同时还表示该材料20℃时的电阻率（μΩ·cm）。
大电流等级的塑壳式断路器不再采用旁热式或直热式的双金属元件作为过载延时的保护。
热双金属牌号的选择(中文)
热双金属牌号的选择（中文）热双金属牌号的选择选择合适的热双金属牌号当需要选择一种特殊用途的热双金属时，下面几个要素应当考虑: ? 热敏特性 ? 机械应力 ? 电阻率和导热系数 ? 耐蚀性 ? 机械性能1. 热敏特性当热双金属需要实现某一功能时，它的体积随比弯曲的增加而减小。
而比弯曲随温度变化而变化. 一般来讲，热双金属的比弯曲越大，它的线性温度范围越窄，最高使用温度也越低。
康泰尔 230和 200 是两种灵敏度最高的热双金属。
当需要比弯曲值高时，可以选择他们。
但是它们要在适度的使用温度范围和较小的尺寸。
但是，这种类型的热双金属不能承受大的机械应力，且加热温度不可高于250°C (480°F)。
最高使用温度达到350°C (660°F) 时，可以选择使用康泰尔 155 和135 ，但是它们的比弯曲较低。
如果使用温度高于350°C (660°F), 而且要求使用温度范围较大时，可以采用康泰尔115, 100 和 60。
康泰尔 115 常用于高温工作下的温控器，同时也可用于燃气保护装置和测试较宽温度范围的温度计。
康泰尔 115已成功的用于100°C (180°F)以上温度的控制，其最高使用温度可达450°C (840°F)。
康泰尔 100 和康泰尔115用途类似，其线性温度最高为425°C (800°F) ，用于测试高温的热双金属温度计。
康泰尔60的最高线性温度可达450°C (840°F)，相应其比弯曲较低。
2. 机械应力热双金属在外力作用时会产生机械应力，当受力过大时，会产生永久变形。
不同牌号的热双金属，其最大弯曲应力也不同，且弯曲应力也和温度有一定关系。
他们的弹性模量也有类似关系。
在第24 -77页，第4节中有关于允许弯曲应力的描述。
在许多温度控制器中，热双金属元件用调节螺丝固定，这样，在一定温度时，热双金属就会产生一个作用力。
双金属材料的研究与应用
双金属材料的研究与应用第一章：双金属材料的定义和特点双金属材料是由两种不同金属材料经过一定的技术方式加工而成的一种新型复合材料。
其特点是由于采用两种不同的金属材料，因而具有优异的物理、化学和机械性能，其开发和应用具有广阔的前景。
第二章：双金属具体应用场合2.1 电器行业双金属电触头是电器行业中应用最为广泛的双金属材料，其主要特点是具有超强的导电性、导热性能，以及极好的机械稳定性，适用于电力设备中的接触器、断路器、接线器等高频、高压电器件。
2.2 石油行业双金属管是石油行业中的重要应用，主要用于油田开发，其特点是耐磨、耐腐蚀，对于深海钻探等极限环境下的应用具有很高的适用性。
2.3 金属制品行业双金属薄板是金属制品行业中广泛应用的一种材料，可应用于建筑、船舶、汽车、机械等领域。
第三章：双金属材料的加工工艺3.1 机械加工法机械加工法是双金属制品中最为常用的一种加工方式，其主要通过冷压成型、异材焊接、热轧复合等方式进行加工，目的是将两种金属材料紧密粘结在一起，实现一体化。
3.2 热处理工艺热处理工艺是指通过高温处理的方法促进双金属材料的变形和晶格结构的改变，以达到强化材料的效果。
热处理方法主要包括退火、淬火、正火等方式。
3.3 新型加工技术新型加工技术指的是近年来研制出的一些新型双金属加工技术，如压电效应加工、磁控溅射技术等。
总结：双金属材料的研究和应用在各个领域都有广泛的应用，其优异的物理、化学和机械性能，使得它成为了制造领域中一个备受关注的新型复合材料。
随着科技的进步和制造技术的不断发展，相信双金属材料在未来的发展中，将会有更广泛的应用领域。
热双金属.
(温曲率在30×10－6/℃以上）
如： FPA721系列 中敏感型 低敏感型 (温曲率在15~30×10－6/℃范围）
如： FPA206系列、FPA223系列等 (温曲率在15×10－6/℃以下）
如： FPA982-2、FPA258－60等
ISO9001 / ISO14001
热双金属的分类
复合 三层复合
受热
受热
ISO9001 / ISO14001
热双金属的组元合金
高膨胀层（HES）
膨胀系数较高的一层组元合金 低膨胀层（LES） 膨胀系数较低的一层组元合金 中间层（MID) 夹在主动层和被动层之间材料
ISO9001 / ISO14001
热双金属的主动层合金
热双金属的主动层合金要求膨胀系数大， 熔点高，复合性好，弹性模量与被动层合金相 差不大。可作为主动层材料的合金很多，有铁 镍铬、铁锰镍、锰铜镍、纯镍、纯铁、黄铜、 青铜及不锈钢等。 常用的主动层合金一般包括 Mn72Cu18Ni10、Ni22Cr3、Ni20Mn6、 Ni18Cr11、Ni19Cr2和Ni25Cr8等高膨胀合金。
ISO9001 / ISO14001
热双金属的被动层合金
因瓦合金（INVAR)
14 12
镍的含量 对铁镍合 金的膨胀 系数影响 很大
膨胀系数, ppm/℃
10 8 6 4 2 0
20 30 40 50 60 70 80 90 镍含量,%
ISO9001 / ISO14001
热双金属的被动层合金
膨胀系数特性
ISO9001 / ISO14001
热双金属的标记
公司牌号及蚀印标记示例：
公司 牌号 蚀印标记 佛山精密 FEPAC FPA721-110 FPA721-110 法国 IMPHY 108SP MY 108SP/IUP 108SP 德国 AUERHAMMER TB208/110 AMW TB208/110 美国 EMS（ TI) P675R TRUFLEX P675R 美国 PMC 721-675 PMC 721-675
热双金属带材
R6(TB130/06)、R11(TB150/11)、R40(TB138/42)、TB180/05这几种具体的热双金属资料找不到，这些网上都没有，只有其他系列的资料。
一些关于热双金属的资料！R6(TB130/06)、R11(TB150/11)、R40(TB138/42)、TB180/05都是德国产品规格：0.6—1.2mm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
热双金属的性能指标
比弯曲(K)计算公式：
f f1 f1 2 K 2 2 2 T2 T1 L (f f1 ) (f f1 ) L f1 f1
δ ——试样厚度，单位为毫米（mm）； f1——温度为T1时的挠度，单位为毫米（mm）； L——试样测量长度，单位为毫米（mm）； T1 、 T2——测量初始、终了温度，单位为摄氏度（℃）； Δ f——测量温度为T2和T1时试样的挠度差，单位为毫米（mm）
ISO9001 / ISO14001
热双金属的性能指标
线性温度范围示意图
ISO9001 / ISO14001
热双金属的性能指标
2.可用温度范围
该温度范围比线性温度范围大一些， 在该温度范围内，自由变形的热双金属不 发生残余变形。在超出线性温度范围的允 许使用温度范围内，由于热双金属组元材 料膨胀系数发生较大的变化，热双金属的 热敏感性降低，但仍然可以使用。该温度 一般低于材料的居里温度，由于达到居里 温度时，材料的结构发生变化，性能也产 生变化。
膨胀系数
ISO9001 / ISO14001
热双金属的被动层合金
热双金属的被动层合金一般都是膨胀系 数 很 低 的 镍 铁 合 金 。 在 1896 年 科 学 家 Guillaume 发明了因瓦合金，在室温下，其 膨胀系数非常低，仅约1.2×10-6/℃，为热双 金属的开发打下了基础。 常 用 的 被 动 层 合 金 一 般 包 括 Ni36Fe 、 Ni39Fe、Ni40Fe、Ni42Fe、Ni45Fe和Ni50Fe 等低膨胀合金或定膨胀合金。
TB 20110
电阻率整数值(μΩ·cm) 比弯曲的整数值(×10-6/℃） 热双金属代号Thermostat Bimetal
双金属片
应用
应用
在热双金属元件制造过程，除了最终必须保证热双金属元件功能的一致性和稳定性以外，在其制造和装配过 程中应严格按照工艺规程进行质量控制。
首先是焊接的控制，微型断路器的热双金属元件大都采用悬臂梁结构，焊接位置和焊疤大小将直接影响元件 的有效长度L和发热程度。为此，热双金属元件在和支架焊接时一定要采用专用的定位夹具，严格控制点焊机的焊 接电流、时间、压力，电极材料、形状等参数。
双金属片
冶金工程材料
01 产品介绍
03 用途 05 应用
目录
02 材料 04 设计
基本信息
双金属片是由二种或多种具有合适性能的金属或其它材料所组成的一种复合材料。双金属片也称热双金属片， 由于各组元层的热膨胀系数不同，当温度变化时，主动层的形变要大于被动层的形变，从而双金属片的整体就会 向被动层一侧弯曲，则这种复合材料的曲率发生变化从而产生形变。
材料
材料
断路器热过载保护的工作原理就是利用双金属的受热弯曲特性，双金属片中2层或多层热膨胀系数各不相同 的金属受热时，会发生弯曲。一片块状的热双金属片受热时会弯成拱壳状，窄的热双金属片受热时会以一定的半 径弯成弧形，要使横向的变化不大，热双金属的长度一般不能小于宽度的3倍，或者宽度不大于厚度的20倍。双 金属的受热偏转有直线及旋转各种运动方向，双金属片可有多种形状 。
其次，组合部件经过焊接和装配加工后，导致热双金属元件又产生了新的热应力和机械应力，势必会影响元 件的稳定性，可以通过时效处理的方法，将双金属片放在高低温循环的环境中反复4～5个周期以消除应力。
热双金属元件经过一系列的加工装配后，为了避免出现新的机械应力，必须要进行元件的工作端零位调整。 要求在调整过程中不直接施力于热双金属元件上，而应该用专用工具调整支架或其他连接件。
双金属片材料
双金属片材料非带电的导电金属非带电的导电金属的材料应为铝合金、不锈钢、黄铜、铍青铜或者类似的牢固而不易腐蚀的材料；对铁及钢零件应进行电镀或者采用其他适当的防锈措施。
“GBT 22687-2008 家用和类似用途双金属温度控制器”见5.2.5章节带电的导电金属耐腐蚀性、机械强度好、耐瞬间高温铍青铜热处理简介铍青铜是一种用途极广的沉淀硬化型合金。
经固溶及时效处理后，强度可达1250-1500MPa。
其热处理特点是：固溶处理后具有良好的塑性，可进行冷加工变形。
但再进行时效处理后，却具有极好的弹性极限，同时硬度、强度也得到提高。
（1）铍青铜的固溶处理一般固溶处理的加热温度在780±10℃之间，对用作弹性元件的材料，采用760-780℃，主要是防止晶粒粗大影响强度。
固溶处理炉温均匀度应严格控制在±5℃。
固溶热处理工艺见表1。
表1 固溶热处理工艺规范牌号零件类别加热温度/℃保温时间/min 冷却介质QBe2QBe1.9QBe1.7 一般 780±10 t 水（≤35℃）特殊 780±5 水（≤25℃）保温时间一般可按下式进行计算：t=A×B＋D其中，t－为保温时间，min；A－保温时间系数，min/mm；B－有效厚度，mm；D－保温时间常数，min；一般弹性零件：A＝（1～2）min/mm，D＝8min；特殊弹性零件：A＝（1.5～2）min/mm，D＝10min；装炉是在炉温到设定值时开始装炉，保温时间是从装炉后仪表显示温度到设定值时开始计时，如果装炉量大的话可以适当延长保温时间。
此外，还要注意尽量缩短转移时间（即淬水时从出炉到入水的时间），否则会影响时效后的力学性能（即硬度）。
薄形材料不得超过3秒,一般零件不超过5秒。
淬火介质一般采用流动的清洁水（无加热的要求），当然形状复杂的零件为了避免变形也可采用油。
铍青铜在空气或氧化性气氛中进行固溶加热处理时，表面会形成氧化膜。
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类 型
特性和应用
1．高敏感性
如5J20110有很高的热敏感性能和电阻率，可提高仪器灵敏度，缩小尺寸或增大作用力。但弹性模量和允许应力较低，耐腐蚀性能较差。常用作陀螺仪和其他电真空器件中的无磁非匹配瓷封材料
2．通用型
如5J1480、5J1580等有较高的热敏感性和较高电阻率，低温稳定性良好，焊接较容易，应用较广。主要用于中温测量及自动控制设备中热敏感元件
8.0
5J1440(R40)
14.9±5%
0.40±7%
152000
-20～150
-70～200
8.2
5J1435(R35)
14.8±5%
0.35±7%
152000
-20～150
-70～200
8.2
5J1433(R33)
14.8±5%
0.33±7%
152000
-20～150
-70～200
8.2
5J1435(R30)
Ni
Ni36
电阻系列
注：带材厚度范围：0.08～1.5mm;带材宽度范围：1.5～115mm。
◇带材尺寸公差范围：
厚度mm
宽度mm
尺寸
公差范围
尺寸
公差范围
0.08-0.25
±0.01
1.5-12
±0.05
＞0.25-0.50
±0.01
12-25
±0.05
0.50-0.75
±0.015
25-75
±0.15
-20～150
-70～200
7.7
5J1480(5J18)
14±5%
0.8±5%
147000
-20～180
-70～350
8.2
5J1580(5J16)
15±5%
0.78±5%
147000
-20～180
-70～350
8.1
5J1070(5J23)
10.8±5%
0.70±5%
152000
＋20～350
-70～500
低膨胀层
5J20110
Mn75Nil5Cul0
(Mn72Nil0Cul8)
ห้องสมุดไป่ตู้Ni36
高敏感、高电阻、中温用
5J1480
Ni22Cr3
Ni36
中敏感、中电阻、中温用
5J1580
Ni20Mn6
Ni36
中敏感、中电阻、中温用
5J1070
Nil9Cr11
Ni42
中敏感、较高温用
5J1306A
Ni20Mn6
Cu
122000
-20～150
-70～200
8.2
5J1305(R5)
13.7±5%
0.05±10%
122000
-20～150
-70～200
8.2
5J1460(R60)
14.9±5%
0.60±7%
152000
-20～150
-70～200
8.2
◇牌号、组元层合金牌号及特性
牌号
组元层合金牌号
特 性
高膨胀层
中间层
Ni22Cr3
Ni
Nj36
电阻系列
5J1433A
Ni20Mn6
Ni
Ni36
电阻系列
5J1433B
Ni22Cr3
Ni
Ni36
电阻系列
5J1435A
Ni20Mn6
Ni
Ni36
电阻系列
5J1435B
Ni22Cr3
Ni
Ni36
电阻系列
5J1440A
Ni20Mn6
Ni
Ni36
电阻系列
5J1455A
Ni20Mn6
14.8±5%
0.30±7%
152000
-20～150
-70～200
8.2
5J1325(R25)
13.9±5%
0.25±8%
152000
-20～150
-70～200
8.2
5J1325(R20)
13.3±5%
0.20±8%
152000
-20～150
-70～200
8.2
5J1415(R15)
14.8±5%
5．耐腐蚀型
如5J14140、5J15120具有中热敏感性、高电阻和良好的耐蚀性，适合于恶劣环境或特定的腐蚀介质中使用
6．电阻型
它是由一层用高导电金属或合金制成的中间层与热双金属组元牢固地结合在～起的制品。改变中间层的厚度比，就可以调整其要求的电阻率。电阻型热双金属可用做热继电器、断路器、电动机过载饱和器等电气保护装置的热敏元件。在同～外型尺寸的保护装置中，只要更换不同电阻率的敏感元件，便能作多种不同容量的过载保护，因此有利于电气保护装置的小型化和标准化。5J1306、5J1411……5J1455等都是电阻型热双金属带
3．低温型
如5J1380在一70％以下具有较高热敏感性和较高电阻率，适于低温测量及自动控制中热敏感元件
4．高温型
如5J1070、5J0756具有低热敏感性，线性温度范围宽，在高温下具有良好的抗氧化性。5J1070适于300°C以上环境温度中，5J0756线性温度范围更宽，最高工作温度可达650°C。可分别用于较高温和高温测量及自动控制设备中的热敏感元件
250～270
5J1325
300～320
5J1435
300～320
5J1440
300～320
0.15±10%
122000
-20～150
-70～200
8.2
5J1411(R11)
14.9±5%
0.11±10%
122000
-20～150
-70～200
8.2
5J1309(R9)
13.9±5%
0.09±10%
122000
-20～150
-70～200
8.2
5J1306(R6)
13.8±5%
0.06±10%
Ni36
电阻系列
5J1306B
Ni22Cr3
Cu
Ni36
电阻系列
5J1309A
Ni20Mn6
Cu
Ni36
电阻系列
5J1309B
Ni22Cr3
Cu
Ni36
电阻系列
5J141lA
Ni20Mn6
Cu
Ni36
电阻系列
5J1411B
Ni22Cr3
Cu
Ni36
电阻系列
5J1417A
Ni20Mn6
Cu
Ni36
电阻系列
0.75-1.50
±0.020
75-100
±0.20
◇热双金属元件稳定化热处理制度：
牌号
温度℃
热处理制度
冷却方式
保温时间h
5J20110
260～280
1～2
空冷
5J1480
300～320
5J1580
300～320
5J1070
380～400
5J1306
250～270
5J1411
250～270
5J1417
7．特殊型
根据某些特殊要求制备的，具有相应特殊性能的制品。如5JL017等
◇牌号、主要物理特性
牌号
比弯曲
(10-5C-1室温至150℃)
电阻率ρ(10-5Ω·m
(20±5℃)
弹性模量
E
Mpa
(不小于)
线性温度
范围℃
允许使用温度范围℃
密度
5J20110(5J11)
20.5±5%
1.10±5%
115000
5J1417B
Ni22Cr3
Cu
Ni36
电阻系列
5J1320A
Ni20Mn6
Ni
Ni36
电阻系列
5J1320B
Ni22Cr3
Ni
Ni36
电阻系列
5J1325A
Ni20Mn6
M
Ni36
电阻系列
5J1325B
Ni22Cr3
Ni
Ni36
电阻系列
5J1430A
Ni20Mn6
Ni
Ni36
电阻系列
5J1430B