Нихром. Свойства, применение, марки

Опубликовано: Обновлено:

Указанный хромоникелевый сплав используется в производстве нагревательных элементов для лабораторных и промышленных электропечей, плит и паяльников.

Содержание

Прецизионный сплав нихрома

Нихром – Сплав, состоящий из следующих элементов: Ni (55-78%); Cr (15-23%); Mn (1,5%); другие Fe. Удельное сопротивление 1,0-1,1-10-6 Ом-м, плотность 8200-8500 кг/м 3, температура плавления 1100-1400 °C. Этот материал характеризуется высокой рабочей температурой (до 1100 °C) и механической прочностью (предел прочности при растяжении 0,65-0,70 ГПа).

Этот хромоникелевый сплав используется в производстве нагревательных элементов для лабораторных и промышленных электропечей, плит и паяльников.

Электрические свойства нихрома также вполне удовлетворительны, он обладает высоким удельным сопротивлением, малым температурным коэффициентом сопротивления и не имеет явлений старения или роста. Двойные сплавы обладают наилучшими электрическими и одновременно хорошими механическими свойствами. Эти сплавы также обладают отличной термостойкостью, благодаря чему они могут работать при температуре до 1100 °С.

Нихром: виды, состав, свойства и характеристики

НихромНихром является основным материалом для производства нагревательных элементов для электрических печей. Нихром специально разработан для этих целей и поэтому отвечает, насколько это возможно, всем требованиям, предъявляемым к таким материалам.

Нихром – это общее название группы сплавов, которые, в зависимости от марки сплава, состоят на 55-78% из никеля, 15-23% хрома, с добавлением марганца, кремния, железа и алюминия. Первая группа состоит из сплавов, состоящих в основном из никеля и хрома, с низким содержанием железа (0,5-3,0%), что объясняет их название. Вторая группа включает сплавы, содержащие железо в дополнение к никелю и хрому.

Нихром, который является развитием жаропрочной хромоникелевой стали, представляет собой очень жаропрочный материал, поскольку имеет очень прочный защитный слой оксида хрома C r 2О3 O с температурой плавления выше, чем у сплава, и может выдерживать периодическое нагревание и охлаждение. Кроме того, он обладает хорошими механическими свойствами при нормальных и высоких температурах, устойчив к ионизирующему излучению и достаточно пластичен, поэтому легко поддается механической обработке и, в частности, хорошо сваривается.

Электрические свойства нихрома также вполне удовлетворительны, он обладает высоким удельным сопротивлением, низким температурным коэффициентом сопротивления и не имеет явлений старения или роста. Двойные сплавы обладают наилучшими электрическими и одновременно хорошими механическими свойствами. Эти сплавы также обладают отличной термостойкостью, благодаря чему они могут работать при температуре до 1100 °С.

Чем выше содержание хрома в сплаве, тем выше содержание защитного слоя C r 2О3Чем выше содержание хрома, тем более тугоплавким является материал и тем выше его устойчивость к окислению. Однако, по мере увеличения содержания хрома, обрабатываемость материала также ухудшается, и холодное волочение и прокатка становятся невозможными, когда содержание хрома достигает 30%. Поэтому, как правило, содержание хрома не превышает 20%.

НихромДобавление железа в сплав незначительно улучшает его обрабатываемость и повышает удельное сопротивление, но ухудшает температурный коэффициент сопротивления и значительно снижает жаропрочность. Тем не менее, в случаях, когда рабочая температура не превышает 1000 °С, тройное легирование допустимо, поскольку оно дешевле и содержит меньше дефицитного никеля.

Нихром с высоким содержанием железа (термин, принятый за рубежом, где он широко используется, здесь имеется в виду сплав Х25Н20) еще дешевле, требует еще меньше никеля и обладает превосходными механическими свойствами, хотя его жаропрочность еще ниже. Его можно использовать в печах с температурой не выше 900 °C. Весь нихром является немагнитным сплавом. Нихром выпускается в виде проволоки и ленты.

Нихром был впервые предложен в 1906 году Маршем. В настоящее время он продается под разными названиями многими компаниями за рубежом. Используются двойные и тройные сплавы, в некоторые марки добавляется молибден. В нашей стране двойной сплав производится с содержанием хрома 20 – 23 и никеля 75 – 78% (Cr20N80), кроме того, выпускается аналогичный сплав с титаном (Cr20N80T), но он менее жаропрочен и получил лишь ограниченное применение. Тройные сплавы производятся из хрома 15 – 18% и никеля 55 – 61% (X15N60). Высокая стоимость и редкость нихрома привели к интенсивному поиску других сплавов, более дешевых и доступных, но способных заменить его в некоторых обстоятельствах.

Основные технические характеристики нихрома:

Тройной нихром X15H60 – (ECHN60) : C r – 13 – 18 , Ni – 55 – 61. Плотность при 0 o C – 8200 кг/м 3. Удельное электрическое сопротивление ρ, 10 -6 Ом х м составляет 1,11 (20 o C), 1,18 (400 o C), 1,2 (600 o C), 1,21 (800 o C), 1,23 (1000 o C). Удельная теплоемкость 0,461 x 10 3 Дж/(кг x o C). Коэффициент теплопередачи – 16 Вт/(м х о С). Максимальная рабочая температура о С нихрома, в зависимости от диаметра проволоки в мм – 900 (0,2), 950 (0,4), 1000 (1,0), 1075 (3,0), 1125 (6,0 и более).

Двойной нихром Х20Н80 – (ЕХН80) : C r – 20 – 23, Ni – 75 – 78. Плотность при 0 o C – 8400 кг/м 3 . Удельное электрическое сопротивление ρ, 10 -6 Ом х м составляет 1,09 (20 о С), 1,13 (600 о С), 1,11 (800 о С), 1,12 (1000 о С). Удельная теплоемкость составляет 0,44 x 10 3 Дж/(кг x o C). Коэффициент теплопередачи составляет 14,2 Вт/(м х о С). Максимальная рабочая температура o C нихрома в зависимости от диаметра проволоки в мм составляет 950 (0,2), 1000 (0,4), 1100 (1,0), 1150 (3,0), 1200 (6,0 и более).

Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, поделитесь ею в социальных сетях. Это поможет нашему сайту сильно вырасти!

Сплав с высоким содержанием железа – единственной магнитной разновидностью нихрома является марка Х15Н60. X20H80 не обладает магнитными свойствами.

История сплава нихрома

Поджаренный хлеб по утрам, каким мы его знаем, является основным элементом завтрака в “западном стиле” и, как оказалось, предшествовал промышленной революции.
Именно тостер стал первым электрическим прибором, который упростил и разнообразил нашу повседневную жизнь.

Его авторство принадлежит американскому ученому, металлургу из Иллинойса.

Альберт Лерой Марш, применив “металлургическую магию”, запатентовал двойной сплав в 1906 году и назвал его хромель.

Сегодня этот сплав называют нихромом. Четыре части никеля и одна часть хрома – таков был секрет первого достаточно прочного нагревательного элемента.

Хромель, ныне хром, в конечном итоге позволил использовать все преимущества быстро развивающейся электрической сети и проложил путь к созданию первых бытовых нагревательных приборов, плит, утюгов, чайников и так далее.
Сегодня это стало целой бытовой и промышленной отраслью. Лерой Марш привнес современность в нашу жизнь и по праву называется “отцом индустрии электрического отопления”.

Проволока из группы сопротивления характеризуется диаметром от 0,009 до 0,4 миллиметра.

Маркировка

Нихромовая проволока имеет более одного сорта, поэтому каждый вид продукции имеет определенные качественные характеристики. Основными группами нихромовой проволоки являются

  1. Резистор.
  2. Этот материал встречается в составе конструкции бытовых и промышленных нагревательных элементов. Эта группа обладает высокой термостойкостью.
  3. Нихромовая группа, предназначенная для работы при повышенных температурах до девятисот градусов Цельсия.

Проволока группы сопротивления характеризуется диаметром 0,009-0,4 миллиметра.

Указанный показатель для второй группы металлов может составлять от 0,2 до 7,5 миллиметров. К “родственникам” легированной проволоки относятся кантал и фехраль, которые представляют собой сплавы хрома с железом и алюминием.

Они характеризуются высоким электрическим сопротивлением и могут выдерживать температуру до 1400 градусов Цельсия. Несмотря на все перечисленные преимущества, канталы и фехрали не так надежны, как нихром, но они гораздо дешевле.

Нихромовые изделия имеют различное процентное содержание компонентов. К наиболее распространенным относятся.

  • X20H73YUM выплавляется методом вакуумной индукции и содержит следующие пропорции веществ в качестве компонентов: 20% хрома, 73% никеля, 3% алюминия, 1, 5% молибдена.

  • CRN70YU-N Он состоит из 20% хрома, 70% никеля, 3% алюминия, менее 0,3% марганца и менее 1,5% железа. Этот сплав часто используется в производстве компонентов, входящих в состав нагревательного оборудования.

  • CRN20YUS используется в промышленных печах с функцией нагрева. Сплав содержит 20% хрома и никеля, 1% алюминия и 50% железа.

При покупке нихрома стоит обратить внимание на маркировку:

  • H – категория нагревательного элемента;
  • C – используется в элементах сопротивления;
  • TEN – для котлов с трубчатой конструкцией.

Сплав нихрома обладает хорошей способностью противостоять электронному потоку. Эти уникальные свойства делают его пригодным для использования в нагревательных элементах фенов и тепловых пушек. Он обладает высокой устойчивостью к окислению, что также делает его подходящим материалом для отопительной техники. Нихромовая проволока наматывается в катушки с определенным электрическим сопротивлением нихрома, по которым протекает ток для выработки тепла.

Марки нихрома

Марки сплавов определяются государственными стандартами ГОСТ 10994-74, ГОСТ 12766.1-90 и ГОСТ 8803-89. Наиболее распространенными марками сплавов являются: Cr20N80 и Cr15N60.

Расшифровка обозначения сплава нихрома на примере Cr20N80:

  • X – содержание Cr;
  • 20 – значение в %;
  • H – содержание Ni;
  • 80- в %.

В обозначении могут присутствовать дополнительные буквы, например, в случае сплава Х15Н60-VI буквы “VI” означают, что сплав был произведен методом вакуумной индукционной плавки. В случае X15H60-H буква “H” указывает на наличие циркония для повышения надежности и долговечности нагревателя при максимальных рабочих температурах.

Другие обозначения изделий из сплавов:

  • H – используется для нагревательных элементов толщиной более 0,2 мм;
  • C – проволока может быть использована в качестве элемента сопротивления в конструкциях машин;
  • Нить накаливания предназначена для электрических нагревательных элементов сухого типа.

ССЫЛКА .. В качестве наполнителя обе марки могут содержать алюминий, марганец, титан, кремний, железо и цирконий. Однако присутствие железа увеличивает магнитные свойства сплава.

Приложения

Нихромовое волокно используется в производстве нагревательных элементов, поскольку обладает высокой износостойкостью. Для производства нагревательных элементов используется самый тонкий материал в диапазоне диаметров 0,04-12 мм. Чем выше содержание никеля в сплаве, тем выше пластичность материала.

Нихромовая нить также используется в медицине. Поскольку он не вызывает аллергических реакций, его используют в качестве шовного материала. Исследования показали, что порез, который был зашит намотанной нихромовой нитью, заживает очень быстро. Он также используется в пластической хирургии для внутривенных операций.

Он также используется в фармакологических институтах и исследовательских лабораториях, где применяется в качестве нагревательного элемента в колбонагревателях.

Читайте далее:
Сохранить статью?