Ніхром-дріт: характеристики і області застосування

Сучасна техніка ставить серйозні вимоги до показників відповідності її складових матеріалів реальних умов роботи. Одним з високотехнологічних сплавів є ніхром. Дріт і прилади, що містять її, відрізняються стійкістю до агресивних обставинам функціонування.

Історія відкриття

Сплав являє собою з`єднання нікелю з хромом, з варіаціями додавання заліза, марганцю, алюмінію, силіцію.

Спочатку мав два шляхи зародження. Коріння лежить в наукових дослідженнях щодо легування металів і модифікації їх властивостей. Ni і Cr - складові високоякісних корозійностійких і жароміцних сталей.

Як двокомпонентний сплав на основі нікелю та хрому, він був відкритий в 1906 році в США. Сьогодні застосовуються його різні модифікації, в тому числі трикомпонентні на основі заліза.

Основні властивості

Матеріалом для сучасної нагрівальної техніки побутового та промислового призначення є, безсумнівно, дріт ніхром. Властивості її відповідають найвищим технологічним вимогам.

1. Питомий електричний опір: в межах 1100-1400 Ом * м.
2. Температура плавлення - близько 1400 С, що дозволяє функціонувати при 800-1100 С. Гранично допустиме значення для роботи залежить від складу. Так, вміст заліза знижує її до 850-900 С, для чистого двокомпонентного вона дорівнює 1100 С.
3. Щільність: 8000-8500 кг / м³.
4. Висока міцність (&sigma-_в= 650-700 МПа) - показники зберігаються в умовах кислотної агресивного середовища і значних температур.
5. Гарна пластичність разом з показовою твердістю дозволяє виробляти прокатування і волочіння.

відмінні характеристики

Серед найбільш затребуваною електротехнічної продукції на ринку - дріт ніхром. Питомий опір цього компонента електронагрівальної техніки виключно високо, що дозволяє мати широкий попит.

Важливою особливістю металу є стійкість його до високотемпературного окислення в нормальних і агресивних умовах. Ключову роль тут відіграє хром. Елемент утворює на поверхні відповідну оксидную плівку, яка здійснює захисну функцію. Вона ж відповідає за відповідний темний колір матеріалу, який змінюється характерним біло-сірим при механічному знятті окисленого шару.

Варто зазначити, що безпосередній контакт з кислотами все ж руйнує його, навіть більш, ніж коррозионностойкий вольфрам.

Двокомпонентний сплав не має магнітних характеристик. Вони виникають для багатокомпонентних його модифікацій, проте мають ослаблені показники.

Ніхромовий дріт відрізняється жорсткістю, не піддається простому силовому впливу.

Систематизуємо інформацію про те, як визначити дріт ніхром, переважно, як відрізнити її від зовні схожих матеріалів:

1. Білий колір нового металу, темний - раніше опрацьованого.
2. Негативна або мінімальна магнітні.
3. Жорсткість.
4. Руйнування під дією кислот, стійкість до окислення під впливом високих температур.

Маркова номенклатура

Існуючі марки відрізняються за складом, представляють асортимент сплаву ніхром. Дріт має широке використання, яке визначається індивідуальними властивостями кожного.

• 1 група - резисторний матеріал: Х20Н80, Х20Н73ЮМ-ВІ, Н80ХЮД-ВІ, Х15Н60.
• 2 група - метал для нагрівальних елементів побутового і промислового призначення з підвищеними характеристиками жароміцності: Х20Н80-Н-ВІ, Х15Н60-Н, ХН70Ю-Н, Х20Н80-Н, ХН20ЮС.
• 3 група - для роботи при температурах до 900 С: Н50К10, Х25Н20.

При цьому діаметр дроту нихрома першої групи становить 0,009-0,4 мм, а для другої - 0,2-7,5 мм.

«Родичів» є КАНТАЛЬ або фехралі - сплави хрому, алюмінію і заліза. Вони характеризуються також високим електричним опором, стійкістю до спеку в межах 1250-1400 С, однак меншою надійністю, хоча і невисокою вартістю (Х23Ю5, Х13Ю4, Х23Ю5Т, Х27Ю5Т, Х15Ю5).

розшифровка марок

Властивості і призначення продукції з ніхрому визначаються її хімічним складом. Розглянемо основні з них.

• Х20Н73ЮМ-ВІ: хром - 20%, нікель - 73%, алюміній - 3%, молібден - 1,5%, марганець - до 0,3%, титан - до 0,05%, залізо - 2%, вуглець - до 0,05% - виплавлено за допомогою вакуумно-індукційного методу;
• ХН70Ю-Н: Cr - 27%, Ni - 70%, Al - 3%, Mn - до 0,3%, Cs - до 0,03%, Ba - до 0,1%, Fe - до 1,5% , C - до 0,1% - призначений для електронагрівальних елементів;
• ХН20ЮС: Cr - 20%, Ni - 20%, Al - 1%, Zn - до 0,2%, Ca - до 0,1%, Si - 2,5%, Fe - 50%, C - до 0, 08% - для нагрівачів промислових печей.

види продукції

Вибір будь-якого сплаву, який характеризується якісними технологічними і механічними характеристиками, повинен бути обґрунтованим і регламентованим. Особливо коли мова йде про високу вартість. Таким високотехнологічним і дорогим матеріалом є дріт ніхром. Гост 8803-89, 12766.1-90, 12766.3-90, 12766.4-90 визначає вимоги, особливості маркування і застосування. У відповідності зі стандартами і в залежності від типажу, метал представлений в продажу у вигляді дроту або стрічок, вибір яких залежить від діаметра, перетину, довжини, особливостей використання.

Відповідний прокат є вихідним для промислового виготовлення стрічкових зигзагів, дротяних спіралей.

Технічні характеристики

При виборі продукції з ніхрому важливо враховувати такі особливості:

• номінальне питомий опір;
• діаметр, перетин і вага;
• фактичний опір і робочі температурні кордону в залежності від фізичних параметрів.

Номінальні значення основної параметричної характеристики визначаються ГОСТом і залежать від марки і складу.

Діаметр дроту-нихрома визначає її перетин, вага мотка і відповідне об`єктивне опір.

Таким чином, вага дроту (ніхром) на 100 метрів продукції прямо пропорційний її розмірами, а діаметр і площа перетину - обернено пропорційні фактичного опору.

Робоча температура залежить не тільки від хімічного складу, але і від параметричних характеристик.

Діаметр дроту, що виготовляється виробниками, представляється в межах 0,05-12 мм, а стрічки - 0,15-3,2 мм.

застосування

Якість завжди виправдовує вартість. Те ж стосується і сплаву ніхром. Дріт і стрічки з цього матеріалу мають широке використання в тих сферах, де будь-які інші метали не змогли б їх замінити. Висока електричний опір, стійкість до окислення, якісні механічні характеристики, в тому числі для агресивних середовищ, високотемпературні умови роботи - все це дозволяє використовувати його в різних сферах.

У промисловості:

• Термопари металургійних електронагрівальних печей.
• Конструктивні елементи для індукційного Металоплавильні обладнання.
• Промислові вентиляційні сушки.
• Деталі котлів і теплообмінників.
• Електротехнічне виробництво: резистори й реостати.
• Деякі електроди для зварювання.
• Одножильні і багатожильні електричні дроти.

Є основним конструкційним елементом для всіх сучасних побутових приладів:

• Тени в електричних чайниках, бойлерах, кип`ятильниках, обігрівачах.
• Нагрівальні елементи в фенах, плойки, праски.
• Автомобільні свічки і системи обігріву.
• Електронні сигарети.

Відео: Вольфрам. Застосування металу вольфрам

Мабуть, ціна - єдиний недолік матеріалу ніхром. Дріт двокомпонентного типу нікель-хром буде дорожча. Вміст заліза і зниження кількості нікелю, в свою чергу, регламентують меншу вартість, проте не надають тих можливостей, що Х20Н80. Вибір залежить від технічних потреб.

Обираючи продукцію з ніхрому, актуально оперувати інформацією про хімічний склад, що цікавить марки, її електропровідності і опорі, фізичних характеристиках діаметра, перетину, довжини. Важливо цікавитися документацією відповідності, а також вміти візуально відрізнити метал від його «конкурентів». Правильно вибраний матеріал - запорука надійності техніки і технології його задіяння.