工作寿命
元件寿命取决于所使用的合金、元件温度、元件设计、环境气氛、加热循环、元件支撑类型等。
加热时，电阻加热合金在其表面形成氧化层，从而减少材料的进一步氧化。 为了实现此功能，氧化层必须致密并抵抗气体和金属离子的扩散。 它还必须很薄，并且在温度波动下能很好地粘附在金属上。 通过仔细平衡合金元素，可以获得使用寿命更长、最高工作温度更高和高温机械强度更高的合金。
Kanthal® 合金上的保护性氧化层在高于 1,000°C (1,830°F) 的温度下形成，主要由氧化铝组成， 颜色为浅灰色，而在较低温度（低于 1,000°C 或 1,830°F）下，氧化物颜色变深。 氧化铝层具有优异的绝缘性能和对大多数化合物的良好耐化学性。
即使具有良好的粘性，也无法避免氧化层部分剥落（脱落）。 氧化层的损伤通过自发形成新的氧化物来修复。
在 Nikrothal® 合金上形成的氧化物主要由氧化铬组成。 颜色较深，其电绝缘性能不如氧化铝。 相比 Kanthal® 合金上形成的更致密的氧化层，Nikrothal® 合金上的氧化层更容易剥落和蒸发。
对于圆形线材，体积与表面积的比率与直径成正比。 实际上，这意味着随着线材直径的增加，每个表面单元有更多的合金元件来形成新的氧化物。 因此，在给定温度条件下，较粗的线材比较细的线材具有更长的使用寿命。 同样，对于带材元件，增加厚度会延长使用寿命。
为了估计电阻合金的相对质量，必须选择一种同时考虑氧化速率和剥落的测试方法。 Kanthal 使用的方法是 Bash 测试（ASTM B-76 和 B-78）。 将 0.7 mm (0.0276 in) 的线材用电加热到标准温度，并每两分钟开关一次。 记录失败时间。
下表给出了 Kanthal® 和 Nikrothal® 合金的此类测试结果。 在表中，Kanthal® A-1 线材在 1,200°C (2,190°F) 下的耐用性设为 100%，其他合金的耐用性与该数字相关。
很多实际应用还表明，Kanthal® 元件的使用寿命比配备 NiCr(Fe) 线材的元件要长得多。
电阻加热合金的寿命取决于几个因素，其中最重要的是：
- 温度
- 温度循环
- 污染
- 合金成分
- 微量元素和杂质
- 线材直径
- 表面状况
- 气氛
- 机械应力
- 调节方法
由于每种应用的这些因素各不相同，因此很难给出预期寿命的一般准则。 下面提供了一些重要设计因素的建议。
耐腐蚀性
腐蚀性或潜在腐蚀性物质可显著缩短电阻加热线材的使用寿命。 腐蚀可能是由出汗的手、安装或支撑材料或各种污染物引起的。
蒸汽
蒸汽对线材使用寿命的损害尤其大，这种效应在 Nikrothal® 合金上比在 Kanthal® 合金上更为明显。
卤素
卤素（氟、氯、溴和碘）会强烈侵蚀所有高温合金，即使在相对较低的温度下也是如此。
硫
含硫气氛也会造成危害；但是，在这些环境中，Kanthal® 合金的耐用性要比镍基合金好得多。 Kanthal® 合金在含硫氧化气体中特别稳定，但在含硫还原气体中其使用寿命会缩短。 相反，Nikrothal® 合金对硫更敏感。
盐类和氧化物
高浓度的碱金属盐、硼化合物等会损害电阻加热合金。
金属
锌、黄铜、铝和铜等熔融金属会与电阻合金发生反应，因此需要防止这些金属飞溅。
陶瓷支撑材料
应仔细挑选与加热线材直接接触的陶瓷支撑。 用于线材支撑的耐火砖中应至少含有 45% 的氧化铝，在高温应用中，建议使用硅线石和高铝耐火砖。 游离二氧化硅（未结合石英）的含量应降至最低，氧化铁（Fe2O3）的含量应尽可能低，最好低于 1%。 此外，应避免使用水玻璃作为水泥中的粘合剂。
包埋化合物
如果由氧化铝、硅酸铝、氧化镁或锆石组成，则大多数包埋化合物（包括陶瓷纤维）适用于 Kanthal® 和 Nikrothal®。 有关详细信息，请参阅“最高导线温度”表。
以百分比表示的 Kanthal® 和 Nikrothal® 合金相对耐用性值（ASTM 测试线材 0.7 mm (0.028 in)）
|
合金 |
1,100°C |
1,200°C |
1,300°C |
|---|---|---|---|
|
Kanthal® A-1 |
340 |
100 | 30 |
|
Kanthal® AF |
465 | 120 | 30 |
|
坎塔尔® D |
250 | 75 | 25 |
|
Nikrothal® 80 |
120 | 25 |
– |
|
Nikrothal® TE |
130 | 25 |
– |
|
Nikrothal® 60 |
95 | 25 |
– |
|
Nikrothal® 40 |
40 | 15 |
– |
在空气中工作时最高线材温度与线材直径的函数关系
| 合金 | 直径 | |||||||
| 0.15 – 0.40 mm | 0.0059 – 0.0157 in | 0.41 – 0.95mm | 0.0161 – 0.0374 in | 1.0 – 3.0 mm | 0.039 – 0.18 in | >3.0 mm | >0.118 in | |
| °C | °F | °C | °F | °C | °F | °C | °F | |
| Kanthal® AF | 900 – 1,100 | 1,650 – 2,010 | 1,100 – 1,225 | 2,010 – 2,240 | 1,225 – 1,275 | 2,240 – 2,330 | 1,300 | 2,370 |
| 坎塔尔® D | 925 – 1,025 | 1,700 – 1,880 | 1,025 – 1,100 | 1,880 – 2,010 | 1,100 – 1,200 | 2,010 – 2,190 | 1,300 | 2,370 |
| Nikrothal® 80 | 925 – 1,000 | 1,700 – 1,830 | 1,000 – 1,075 | 1,830 – 1,970 | 1,075 – 1,150 | 1,970 – 2,100 | 1,200 | 2,190 |
| Nikrothal® TE | 925 – 1,000 | 1,700 – 1,830 | 1,000 – 1,075 | 1,830 – 1,970 | 1,075 – 1,150 | 1,970 – 2,100 | 1,200 | 2,190 |
| Nikrothal® 60 | 900 – 950 | 1,650 – 1,740 | 950 – 1,000 | 1,740 – 1,830 | 1,000 – 1,075 | 1,830 – 1,970 | 1,150 | 2,100 |
| Nikrothal® 40 | 900 – 950 | 1,650 – 1,740 | 950 – 1,000 | 1,740 – 1,830 | 1,000 – 1,050 | 1,830 – 1,920 | 1,100 | 2,010 |