使用寿命和最高允许温度
加热时，电阻加热合金在其表面形成氧化层，这有助于防止材料进一步氧化。 为了使这种保护功能有效，氧化层必须致密以防止气体扩散，薄以避免增加体积，并且即使在温度波动下也能牢固地粘附在金属上。
与 Nikrothal® 合金上形成的氧化物相比，在 Kanthal® 合金上形成的氧化铝层在这些品质上表现出色，从而显著延长了 Kanthal® 加热元件的使用寿命。
下图比较了两种元件的使用寿命。
本章提供了有关最大限度地延长加热元件使用寿命的一般指导。
使用 Kanthal® 合金
由 Kanthal® 合金制成的加热元件的使用寿命是镍铬材料制成的加热元件的四倍。 这种优势在更高的工作温度下变得更加明显。
避免温度波动
温度的快速波动会缩短加热元件的使用寿命。 为了尽量减少这种影响，建议使用可保持稳定温度的电气控制设备，例如可平稳地实现持续控制的晶闸管。
选择粗的元件材料
元件材料的粗度直接影响其使用寿命。 随着线材直径的增加，每个表面单元可使用更多的合金元件以形成保护性氧化层，这样就可以在给定温度条件下延长元件使用寿命。 因此，较粗的线材比较细的线材的使用寿命要长。 同样，对于带材元件，增加厚度可以提高其耐用性。 作为一般准则，要最大限度地延长元件使用寿命，建议最小线材直径为 3 mm (0.118 in)，带材厚度为 2 mm (0.079 in)。
调整元件温度以适应炉内气氛
下表显示了常见的炉内气氛及其对加热元件最高工作温度的影响。 Nikrothal® 不应用于具有含 CO 保护气体气氛的炉子中，因为这会导致在 800-950°C（1,472-1,652°F）的温度下出现“绿色腐烂”。 在这种情况下，建议使用 Kanthal 合金，只要加热元件在 1,050°C (1,922°F) 的空气中被预氧化 7-10 小时即可。 加热元件的再氧化也应定期进行。
避免固体物质、液体和气体的腐蚀
炉内气氛中的杂质，如油、灰尘、挥发性化合物或积碳，会对加热元件造成损坏。 硫对所有镍基合金均有害，而任何形式的氯都会侵蚀 Kanthal® 和 Nikrothal® 合金。 此外，熔融金属或盐的飞溅也会损坏加热元件。
很多实际应用还表明，Kanthal® 元件的使用寿命要长得多。
熔炉气氛
要延长电阻加热元件的使用寿命，需要致密氧化层持续存在并完全覆盖元件表面。 当熔炉气氛中的特定化合物对该氧化层的形成或补充造成干扰时，就会发生腐蚀。 干扰越大，元件的使用寿命越短，腐蚀性化合物的影响程度通常取决于温度。
空气
在高温条件下，电阻合金在空气中发挥功效的能力完全取决于在其表面上形成的保护性氧化层。 但是，空气中的杂质（如烟雾、气体、灰尘以及熔炉批处理或绝缘层中的其他污染物）会对氧化物的形成造成干扰。 通风不良可能导致气体沿端子逸出，从而导致过度腐蚀和过早失效。
在正常工作条件下，Nikrothal® 合金比 Kanthal® 合金更容易发生氧化物剥落，在加热表面敏感的材料（如白瓷）时，这可能是一个问题。 此外，陶瓷支架可能会受到污染，可能导致蠕变电流，从而导致元件过早失效。
受控气氛
在碳质气氛中，无论是吸热还是放热，Kanthal® 合金上的氧化铝层都能有效防止这些气体混合物的活性成分。 将元件在 1,050°C (1,920°F) 的空气中预氧化 7-10 小时，可以显著延长它们在这些“保护”气氛中的使用寿命。 为了最大限度地延长使用寿命，应根据工作条件定期对元件进行再氧化。
相比之下，Nikrothal® 80 Plus 上的保护层在放热和吸热气氛中无法发挥作用；相反，晶界沿线会发生选择性铬氧化（“绿腐”），尤其是在低氧势和元件温度为 500-950°C (932-1,742°F) 的情况下。 在这种情况下，建议使用 Kanthal® 合金。
氢气和氮气气氛
纯氢不会损害 Kanthal® 或 Nikrothal® 合金，但如果气体混合物中含有未裂化氨，可能会缩短使用寿命。
缺少氧气的极干燥氮气会导致形成氮化铝，从而将 Kanthal® A-1 的最高允许温度限制在 1,050°C (1,920°F)，并将 Kanthal® AF 的最高允许温度限制在 1,100°C (2,012°F)。 反之，这些合金的氧亲和力强，可以抑制在技术上为纯氮（通常含有一些氧）的气氛中形成氮化物。
Kanthal® AF 在温度高达 1,250°C (2,280°F) 的纯氮气氛中可保持相对稳定，只要在工作温度下进行受控预氧化即可。
真空
在高真空中，Nikrothal® 合金上的氧化层在高于 1,000°C (1,830°F) 的温度下会分解，并且合金成分可能会蒸发，具体取决于压力和温度。
相比之下，Kanthal® 合金上的保护性氧化物更稳定，并且预氧化元件可以在更低的压力和更高的温度下工作。 在 5 × 10-4 托的压力以及 1,100°C (2,010°F) 的温度下，Kanthal® 元件具有极长的使用寿命。 但是，如果元件温度达到 1,150°C (2,100°F)，则应在 250 个工作小时后进行再氧化；在 1,250°C (2,200°F) 的温度下，需要在 100 小时后再氧化（在 1,050°C (1,920°F) 的温度下，则为 5 小时后）。
| 气氛 |
KANTHAL® A-1 和 |
KANTHAL® AF °C (°F) |
KANTHAL® D °C (°F) |
尼克罗塔尔® 80 °C (°F) |
尼克罗塔尔® 70 °C (°F) |
尼克罗塔尔® 60 °C (°F) |
尼克罗塔尔® 40 °C (°F) |
| 氧化 | |||||||
| 空气，干燥 | 1,400* (2,550) | 1,300 (2,370) | 1,300 (2,370) | 1,200 (2,190) | 1,250 (2,280) | 1,150 (2,100) | 1,100 (2,010) |
| 空气，潮湿**（3% H2O） | 1,200 (2,190) | 1,200 (2,190) | 1,200 (2,190) | 1,150 (2,100) | 1,150 (2,100) | 1,100 (2,010) | 1,050 (1,920) |
| N₂，氮*** | 1,200/1,050 (2,190/1,920) | 1,250/1,100 (2,280/2,010) | 1,150/1,000 (2,100/1,830) | 1,250 (2,280) | 1,250 (2,280) | 1,200 (2,190) | 1,150 (2,100) |
| Ar（氩） | 1,400 (2,550) | 1,400 (2,550) | 1,300 (2,370) | 1,250 (2,280) | 1,250 (2,280) | 1,200 (2,190) | 1,150 (2,100) |
| 放热： 10% CO、15% H₂、5% CO2、70% N2**** |
1,150 (2,100) | 1,150 (2,100) | 1,100 (2,010) | 1,100 (2,010) | 1,100 (2,010) | 1,100 (2,010) | 1,100 (2,010) |
| 还原： | |||||||
| 吸热： 20% CO、40% H₂、40% N2 |
1,050 (1,920) | 1,050 (1,920) | 1,000 (1,830) | 1,100 (2,010) | 1,100 (2,010) | 1,100 (2,010) | 1,100 (2,010) |
| H₂、氢气 | 1,400 (2,550) | 1,400 (2,550) | 1,300 (2,370) | 1,250 (2,280) | 1,250 (2,280) | 1,200 (2,190) | 1,150 (2,100) |
| 75% H2、25% N2***** | 1,200 (2,190) | 1,200 (2,190) | 1,100 (2,010) | 1,100 (2,010) | 1,100 (2,010) | 1,100 (2,010) | 1,100 (2,010) |
| 真空 | |||||||
| 10-3 托 | 1,150 (2,100) | 1,200 (2,190) | 1,100 (2,010) | 1,100 (2,010) | 1,100 (2,010) | 1,000 (1,830) | 900 (1,650) |
** Nikrothal® 合金的最高温度将随着含水量和气体流速的增加而降低。
*** 更高的值适用于预氧化材料。
**** 请注意在渗碳气氛中，“绿腐”对 Nikrothal® 合金造成腐蚀的风险。 首选 Kanthal 合金。
氨或含氨的气氛将具有较低的最高允许温度。
陶瓷支撑材料
对于电炉，必须特别考虑与加热元件直接接触的陶瓷支撑材料。 用于元件支撑的耐火砖应具有至少 45% 的氧化铝含量。 在高温炉中，通常建议使用硅线石或高铝耐火砖。 游离二氧化硅（未结合的石英）含量应降至最低水平，因为二氧化硅在高温条件下可能会与表面氧化物发生反应。 氧化铁（Fe2O3）含量应保持在尽可能低的水平，最好低于 1%，碱氧化物（Na2O、K2O 等）应保持在 0.1% 以下。
水玻璃通常用作水泥中的粘合剂，会对电阻加热材料产生负面影响，应避免使用。
高温下的泄漏和蠕变电流会侵蚀陶瓷支架和加热元件之间的接触点，可能导致过早失效。 因此，支撑材料在使用温度下必须具有较高的绝缘电阻。
包埋化合物
如果由氧化铝、硅酸铝、氧化镁或氧化锆组成，并且遵循了“陶瓷支撑材料”下的准则，则大多数包埋化合物（包括陶瓷纤维）适用于 Kanthal® 和 Nikrothal®。 一般来说，商用产品满足这些标准。 当湿水泥与 Kanthal® 合金一起使用时（例如在加热板中），立即进行干燥对于防止遭到硫杂质腐蚀至关重要。 蒸馏水是首选的润湿剂，因为氟化或氯化自来水可能会造成腐蚀。 同样，在清洁元件线圈后，必须完全去除含氯的脱脂溶剂。
某些水泥会侵蚀电阻加热材料。 在封闭环境中，即使是微量的含硫污染物也会在高温下严重损坏 Nikrothal® 线。 硼化合物可以在高于 900°C（1,650°F）的温度下侵蚀 Kanthal® 和 Nikrothal® 合金。
在指定包埋化合物的用途之前，应始终对其进行腐蚀测试。