Плотность нихромовой проволоки. Нихром х20н80 это. Удельное сопротивление нихрома, плотность, теплопроводность, теплоемкость Удельная теплоемкость нихромовой проволоки

Х15Н60 и Х20Н80 – являются чаще всего используемыми хромникелевыми прецизионные сплавами. Как уже говорилось, их отличает высокое электрическое сопротивление. Никель - главный металл в составе этого сплава. Его в нихроме много – целых 55-78 процентов. Ему почти не уступает хром, которого в нихроме - 15-23 процентов. Кроме никеля и хрома, в состав нихрома так же входят железо, титан, фосфор, алюминий, марганец, сера, углерод, кремний.

Свойства нихрома определяют никель и хром. Никель имеет способность растворять в себе разнообразные металлы, и при этом оставаться очень пластичным. В жидких и газообразных средах он легко сопротивляется коррозии. Как много раз упоминалось – устойчив перед высокими температурами. Хром так же жароустойчив, имеет твёрдость и высокую сопротивляемость процессам коррозии. Вот и получается, что всеми этими положительными качествами наделён и сам хром.

Устойчивость к повышенным температурам обуславливает внушительные рабочие температуры нихрома. Нихром, относящейся к марки Х20Н80 выдерживает до 1200 градусов Цельсия (здесь мы обращаем внимание ещё и на диаметр проволоки), для нихрома относящегося к марке Х15Н60 – максимальная температура до 1125 по Цельсию. Цифры приведены в соответствии с ГОСТ 12766.1-90. Насколько влияет процентная доля никеля в составе сплава, мы делаем вывод из данной характеристики. Чем выше в нихроме процент никеля, тем большую жаропрочность имеет нихром.

Ещё одним качеством, делающим нихром широко востребованным металлом, является его высокая пластичность. Пластичность можно отнести к технологическим особенностям, что указывают на то, какой именно обработке без ущерба можно подвергнуть материал – это либо точение, либо сварка, золочение, штамповка и так далее). За счёт отличной пластичности нихрома, из него можно изготовлять изделия такого рода, как, к примеру, нихромовая лента или проволока нихромовая, а ещё некоторые виды очень тонкой проволоки. Как делается нихромовая проволока? При помощи волочения.

К самым важным физическим особенностям нихрома можно отнести наличие малого коэффицента электрического сопротивления и высокое удельное электрическое сопротивление. Эти особенности, да ещё вкупе с жаропрочностью, позволяют нихрому быть тем материалом, из которого изготавливают проволоки, а так же ленты для производства разнообразных элементов нагревания.

Нихром Х20Н80 и нихром Х15Н60 ( , нихромовая лента) применимы чаще всегов электротехнике. Этот сплав берут для создания проволочных резисторов (а ещё есть резисторы ленточные); реостатов в приборах, для нагревания; электронагревателей, электронагревательных элементов, что долгое время функционируют на воздухе температурой до 1250 градусов Цельсия. А ещё нихром успешно применяется при изготовлении оборудования электротермической направленности, которая должна быть очень надёжной. Ещё нихром Х15Н60 применятся при производстве непрецизионных резисторов.

Среди прецизионных сплавов, подверженных большим перепадам температур, особое место занимает нихром. Благодаря высокой термостойкости, его применение в большей степени оправдывает себя при изготовлении нагревательных устройств и ключевых узлов печного оборудования. Рабочим материалом в данном случае выступает нихромовая проволока определенной марки. Каждая из них отличается процентным соотношением различных легирующих добавок, что позволяет на основе проектных эксплуатационных показателей сделать выбор в пользу того или иного образца, в зависимости от его основных качественных характеристик, главная из которых – сопротивление нихромовой проволоки.

Характеристики нихромовой проволоки

Проволока нихромовая.

Представленный сплав отличается наличием двух основных компонентов – никеля и хрома. В качестве присадочных элементов в состав нихрома могут также входить кремний, алюминий, марганец, железо, титан, цирконий. Количественное соотношение данных лигатур позволяет судить об определённом типе нихрома.

В настоящее время налажено производство двух марок проволок на основе сплавов: Х20Н80 и Х15Н60. Х20Н80 содержит порядка 70-75 % никеля, 20-25% хрома и 0,8-1% железа. Он обладает следующими свойствами:

• рабочая температура – 1250-1300 0 С;
• удельное сопротивление для проволоки диаметром свыше 3 мм. – 13 Ом*мм/м;
• плотность – 8,5 г/см 3 ;
• удельная теплоемкость – 0,44 кДж/кг·К.

Незначительное содержание железа в данном сплаве говорит о его низких магнитных свойствах. Это положительно сказывается на его коррозионной устойчивости и износостойкости.

Х15Н60 также характеризуется преобладанием никеля – 60-65% и хрома – 15-18%. Представленный сплав заметно уступает своему аналогу по основным техническим показателям.

• рабочая температура – 1000-1100 0 С;
• удельное сопротивление для проволоки диаметром свыше 3 мм. – 12 Ом*мм/м;
• плотность – 8,0-8,5 г/см 3 ;
• удельная теплоемкость – 0,46 кДж/кг·К.

Благодаря большему содержанию железа, концентрация которого может достигать 3%, данный вид нихрома наделён магнитной восприимчивостью, что не позволяет говорить о высокой коррозионной стойкости сплава. Тем не менее, благодаря низкой плотности нихромовой проволоки, выполненной из данного сплава, становится возможным производить образцы с меньшим сечением, отличающиеся большей пластичностью.

Ферронихром отличается высокой механической прочностью и не уступает более легированным сплавам по жаропрочности при эксплуатации в условиях агрессивных сред.

Сферы применения нихромовой проволоки

Специфические свойства нихрома нашли своё применение в различных сферах деятельности, как бытового, так и промышленного характера.

Всевозможные разновидности этого сплава используются в качестве нагревательных элементов различных приборов: электрических печей, сушилок, термопар, а также в керамических изделиях, исполняя роль несущего каркаса.

Нихромовая проволока, как основной исполнительный орган электронагревательных приборов, в большинстве случаев представляет собой спираль, через которую пропускают электрический ток заданного значения. Такая форма признана наиболее оптимальной для данных устройств, так как позволяет добиться большей теплоотдачи за счет увеличения длины токопроводящего элемента. Высокая степень пластичности представленного материала существенно увеличивает срок службы таких устройств, ввиду высокой устойчивости к деформациям.

Этот жаропрочный сплав также нашел своё применение в различных измерительных приборах, которые предполагают использование термических элементов проволочного типа. К ним относятся: реостаты, резисторы, тиристоры.

Где же взять нихромовую проволоку в домашних условиях? Этот сплав повсеместно используется в различных бытовых приборах. Их примерами могут служить электрообогреватели, фены, паяльники, тостеры и духовки. Кроме этого, их применяют в электронных сигаретах.

Нихромовая проволока: критерии выбора

Реализация проекта по созданию различных видов электротермического оборудования предполагает тщательный анализ номинальных эксплуатационных параметров, который и послужит отправной точкой в расчете ключевых показателей нихромовой проволоки.

В первую очередь необходимо рассчитать электрическое сопротивление рабочего элемента. Оно зависит от трех физических величин, а именно: удельное сопротивления материала, его длина и площадь поперечного сечения. Формула расчета активного сопротивления выглядит следующим образом: R = ρ · l / S.

Для получения недостающих данных необходимо произвести расчет длины спирали. В зависимости от приложенного на неё напряжения, следует остановиться на наиболее оптимальном значении длины проволоки, её диаметра, а также размера сердечника. Для того чтобы избавить себя от трудоёмких расчетов, можно воспользоваться сводной таблицей, в которой приводятся значения длины спирали, в зависимости от диаметра проволоки и сердечника для нихрома диаметром от 0,2 до 0,5 мм.

Представленная таблица применима для расчета длины спирали при использовании напряжения 220 В. Например, для проволоки диаметром 0,4 мм и диаметром сердечника равным 3 мм, длина спирали для бытовой электросети составит 40 см. Стоит отметить, что при помощи данной таблицы не составит труда рассчитать искомое значение для напряжения 380 В. Для этого достаточно подобрать нужные данные и составить пропорцию следующего вида: 220 В – 40 см / 380 В – х.

В том случае, если под рукой не оказалось мерительного инструмента и определить диаметр проволоки не представляется возможным, всегда можно воспользоваться простым, но в то же время действенным способом. Для этого достаточно взять обыкновенный карандаш и намотать на него проволоку, плотно прижимая виток за витком. В том случае, если 10 витков спирали укладываются в 1 мм. длины карандаша, то диаметр проволоки будет составлять 1\10 мм.

Пайка нихрома

Как же качественно припаять нихромовую проволоку, ведь этот сплав очень тугоплавкий и не создаёт прочного соединения при использовании обычного флюса.

Данная процедура предполагает соблюдение определенной последовательности действий в работе со специальными паяльными материалами. В качестве припоя в данном случае используют оловянно-свинцовые материалы ПОС 61, ПОС 50. Отдельного внимания требует подготовка флюса. Его компонентный состав строго дозирован и готовится на основе таких компонентов: технический вазелин – 100 г., цинк хлористый (в форме порошка) – 7 г., глицерин – 5 г. Рабочую смесь флюса получают после тщательного перемешивания всех представленных компонентов.

Подготовка рабочей поверхности заключается в удалении загрязнений и окисных образований при помощи наждачной бумаги. Затем обработанный участок протирают ваткой, смоченной в спиртовом растворе хлористой меди, накладывают флюс и производят пайку.

Нередко возникают проблемы при лужении нихрома с медными выводами. Традиционный флюс на основе канифоли в данном случае будет неэффективен. На выручку придёт обыкновенная лимонная кислота. Для одного провода достаточно использовать 2-3 г. её порошка. Травление в таком случае не представляет никаких затруднений. Впоследствии, для удаления кислоты, провод кладут на канифоль и облуживают.

Как распознать нихром?

Так выглядит нихромовая нить.

Указанный сплав, как правило, не отличается обилием внешних признаков, позволяющих судить о той или иной его разновидности. В большинстве своём нихром – материал белого или слегка серебристого цвета. Использованные образцы будут отличаться темно-серым оттенком, что свидетельствует об образовании оксидной пленки.

Так или иначе, такие условные признаки не могут служить явным доказательством, указывающим на подлинность данного сплава. Как же определить нихромовую проволоку по внешнему виду. Нихром имеет одно специфическое свойство при длительном использовании. В отличие от других термостойких материалов, на его поверхности, как правило, проступает характерная темно-зелёная пленка. Кроме того, о качестве сплава можно судить и по степени восстановления формы спирали после нагрева. Если образец принял первоначальное положение, что говорит о его высокой деформационной стойкости, то есть все основания полагать, что это – нихром.

Несмотря на то, что рабочая температура нагрева нихромовой проволоки составляет высокие значения, её качественные характеристики могут заметно снизиться, если не принимать во внимание режимы длительного и кратковременного использования, каждый из которых предписывает определенные параметры работы. Соблюдение данных требований поможет существенно увеличить срок службы нагревательных элементов и послужит гарантией высоких эксплуатационных показателей.

Предлагаем и купить нихромовую проволоку Х20Н80, Х20Н80-Н, Х15Н60, Х15Н60-Н, (-Н означает нихром с добавкой циркония Zr ), Х15Н60-ВИ, Х20Н80-ВИ (-ВИ произведена методом вакуумно-индукционной плавки ). Нихром – сплав, который состоит из никеля Ni, от 55 до 78 % и хрома Cr, от 15 до 23 %, а также с не значительными добавками кремния Si, железа Fe, алюминия Al, и марганца Mn. В Америке в 1905 году в первые разработали этот сплав.

Ремонт печи намотка нихрома

Сортамент сплавов нихрома с высоким омическим сопротивлением

Сплав Х20Н80имеет такие физические свойства:

• рабочая температура нихрома 800-1100 °C, температура плавления от 1100 до 1300 °C;
• плотность нихрома – 8200-8500 кг/м3;
• удельная теплоемкость нихрома - 0,45 кДж/(кг К);
• предел прочности на растяжение - 0,65-0,70 ГПа;
• высокая жаростойкость нихрома до 1250 °C;

Нихромовая проволока имеет минимальное электрическое сопротивление при нагревании, повышенную жаропрочность, пластичность, прекрасно держит форму. Высокая пластичность сплава дает возможность подвергать его точению, сварке, штамповке, волочению, штамповке и другой механической обработке . Цена на нихром достаточно высокая, но учитывая его показатели долговечности и надёжности, с этим можно смирится. Самая востребованная марка нихрома Х20Н80 , которую рекомендуется применять для нагревания электротермического оборудования. Нихром Х20Н80 содержит – 20% хрома Cr, и 80% никеля Ni. Сплав имеет удельное сопротивление - 650 Ohms/cmf, рабочую температуру 1100 °C и температуру плавления до 1300 °C.

Нихромовая проволока Х15Н60 содержит – Ni60 %, Cr15 %, Fe24 %. Сплав имеет удельное сопротивление - 675 Ohms/cmf, и температуру плавления - 1390 °C.

Проволока нихром Х20Н80 как правило это проволока с круглым, иногда с квадратным поперечным сечением. Самым оптимальным сечение считается круглое, так как оно обладает максимальным соотношением площади сечения к периметру проволоки. Также есть в продаже полиметаллические и биметаллические проволоки. Их изготавливают при протяжении(волочении) металла через последовательно уменьшаемые отверстия. Таким образом можно получить изделие самых различных диаметров. Нихром имеет различный, вес это на прямую зависит от диаметра проволоки и марки сплава металла.

Самая важная характеристика нихрома это электрическое сопротивление. Оно определяется самыми разными факторами, например, сопротивление зависит от диаметра проволоки и марки сплава. При значительном повышении температуры сопротивление нихрома остается таким же, что позволяет использовать нихромовую проволоку в изготовлении нагревательных приборов и в узлах сопротивления, например, в резисторах, реостатах, и в производстве электронагревательного оборудования.

Проволока из нихрома обладает коррозийной стойкостью при работе в агрессивных средах, высоким пределом текучести, прочностью, позволяя использовать проволоки меньших диаметров.

Проволоки маркируются на:

• Н – для нагревательных элементов ;
• С – для элементов сопротивления ;
• ТЭН – для трубчатых электронагревателей .

Применение нихромовых проволок

Проволоки марок Х20Н80 и Х15Н60 имеют очень широкое применение, например используют в качестве нагревательных и режущих элементов в упаковочных ножах. Используют в качестве нагревательных элементов в промышленных электропечах, и в различных устройствах электрического нагрева, например в бытовых обогревательных приборах . В промышленности используют в водо- и воздухонагревателях. В среднем проволока нихрома имеет плотность 8,4 г/см3. Ее часто используют при производстве электрических проводов , свёрл, термопар, метизов, электродов, пружин, электронных приборов и других элементов. Очень часто нихром используют в качестве жаростойкого сплава и сильно агрессивных средах рабо ты

Нихромовую проволоку можно купить в компании ООО “Атомтехнологии” из наличия на складе в г. Днепр.

Нихром представляет собой группу сплавов, состоящего из процентного соотношения никеля, в размере от 55 до 78 процентов, хрома, в размере от 15 до 23 процентов и различных добавок, таких как кремний, алюминий, марганец и железо. Основным предназначением данного элемента является создание нагревательных элементов и резисторов.

Впервые сплав из нихрома был разработан в 1905 году в Соединенных штатах Америки А.Маршем.

Таблица удельного веса нихрома

Так как, нихром является сложным материалом, рассчитать его удельный вес в полевых условиях самостоятельно не представляется возможным. Эти вычисления проводят в специальных химических лабораториях. Однако, при этом средний удельный вес нихрома известен и составляет диапазон от 8,1 до 8.4 г/см3.

Для упрощения подсчетов ниже представлена таблица с значениями удельного веса нихрома, а также такого показателя, как вес нихрома в зависимости от единиц исчисления.

Свойства нихрома

Благодаря своим отличительным свойствам , таким как высокая стойкость к коррозии, большая пластичность, высокое удельное сопротивление и приемлемой оптимальной рабочей температуре , его часто используют в производстве нагревательных элементов.

Нихром, в зависимости от марки, имеет удельное сопротивление электричеству от 1,05 до 1,4 Ом*мм2/м, обладает плотностью от 8200 до 8500 кг/м3. Температура плавления нихрома составляет диапазон от 1100 до 1400 градусов Цельсия. Оптимальный диапазон рабочих температур - от 1100 до 1400 градусов Цельсия. Удельная теплоемкость при 25 градусов Цельсия составляет 450 Дж/(кг*К). Предел прочности при процессе растяжения от 0,65 до 0,70 ГПа.

Данный вид материалов обладает отличной жаростойкостью, пластичностью, крипоустойчивостью и отлично держит форму.

Преимущества нихрома

Нихром является дорогостоящей группой сплавов. В поисках экономии его часто заменяют аналогом - фехралем. Однако, последний не всегда в полной мере способен заменить нихром, поэтому их применение часто зависит от направления работ.

Нихром обладает такими преимуществами:

Несмотря на то что этот материала дорогой, его надежность и долговечность еще долгое время будет обеспечивать высокую потребность в этом виде сплавов.

Применение нихрома

Применение нихрома обширно, особенно в сферах, где надежность и долговечность цениться больше всего. Из основных направлений стоит выделить:

Х15Н60 и Х20Н80 – являются чаще всего используемыми хромникелевыми прецизионные сплавами. Как уже говорилось, их отличает высокое электрическое сопротивление. Никель - главный металл в составе этого сплава. Его в нихроме много – целых 55-78 процентов. Ему почти не уступает хром, которого в нихроме - 15-23 процентов. Кроме никеля и хрома, в состав нихрома так же входят железо, титан, фосфор, алюминий, марганец, сера, углерод, кремний.

Свойства нихрома определяют никель и хром. Никель имеет способность растворять в себе разнообразные металлы, и при этом оставаться очень пластичным. В жидких и газообразных средах он легко сопротивляется коррозии. Как много раз упоминалось – устойчив перед высокими температурами . Хром так же жароустойчив, имеет твёрдость и высокую сопротивляемость процессам коррозии. Вот и получается, что всеми этими положительными качествами наделён и сам хром.

Устойчивость к повышенным температурам обуславливает внушительные рабочие температуры нихрома. Нихром, относящейся к марки Х20Н80 выдерживает до 1200 градусов Цельсия (здесь мы обращаем внимание ещё и на диаметр проволоки), для нихрома относящегося к марке Х15Н60 – максимальная температура до 1125 по Цельсию. Цифры приведены в соответствии с ГОСТ 12766.1-90. Насколько влияет процентная доля никеля в составе сплава, мы делаем вывод из данной характеристики. Чем выше в нихроме процент никеля, тем большую жаропрочность имеет нихром.

Ещё одним качеством, делающим нихром широко востребованным металлом, является его высокая пластичность. Пластичность можно отнести к технологическим особенностям , что указывают на то, какой именно обработке без ущерба можно подвергнуть материал – это либо точение, либо сварка, золочение, штамповка и так далее). За счёт отличной пластичности нихрома, из него можно изготовлять изделия такого рода, как, к примеру, нихромовая лента или проволока нихромовая, а ещё некоторые виды очень тонкой проволоки . Как делается нихромовая проволока? При помощи волочения.

К самым важным физическим особенностям нихрома можно отнести наличие малого коэффицента электрического сопротивления и высокое удельное электрическое сопротивление. Эти особенности, да ещё вкупе с жаропрочностью, позволяют нихрому быть тем материалом, из которого изготавливают проволоки, а так же ленты для производства разнообразных элементов нагревания.

Нихром Х20Н80 и нихром Х15Н60 (, нихромовая лента) применимы чаще всегов электротехнике. Этот сплав берут для создания проволочных резисторов (а ещё есть резисторы ленточные); реостатов в приборах, для нагревания; электронагревателей, электронагревательных элементов, что долгое время функционируют на воздухе температурой до 1250 градусов Цельсия. А ещё нихром успешно применяется при изготовлении оборудования электротермической направленности, которая должна быть очень надёжной. Ещё нихром Х15Н60 применятся при производстве непрецизионных резисторов.

Состоящий из следующих элементов: (73-78 %); (19-21 %); (1 %); (0,7 %); остальное. Иногда сплав легируют редкоземельными металлами для достижения более высокой продолжительности работы.

Нихром Х20Н80, особенно проволока являются самым ликвидным сортаментом нихрома. Нихрововая лента и полоса остаются менее продаваемыми, по сравнению с проволокой, но более востребованы нежели прутки и листы. Принято считать, что в марке Х20Н80 около 20% хрома и 80% никеля это не совсем соответствует ГОСТ, допускающим микролегирование прецизионных сплавов для улучшения их потребительских характеристик.

Применение нихрома

Нихром используется в электронагревателях печей для всех отраслей промышленности, бытовых приборов и аппаратов теплового действия . Широко используется в высокотемпературных электропечах, печах обжига и сушки, различных электрических аппаратах теплового действия. Применяется в качестве нагревательных и резисторных элементов. Обладает повышенной жаропрочностью, крипоустойчивостью, пластичностью и стабильностью формы. Также нихром используется в качестве жаропрочного (жаростойкого) сплава и химически стойкого сплава в определенных агрессивных средах.

Нихром плюсы и минусы

Достоинства:

Не образуется поверхностный окисел при эксплуатации Количество циклов включения-выключения нагревательных элементов до их разрушения значительно больше (при температурах больших 600°C) Более высокая прочность

Недостатки: Более высокая стоимость

Международные названия нихрома Х20Н80

650 ohms/cmf, 1200°C температура плавления. Также называют N8, Cronix 80, Resistohm 80,Chromel A, Nichrome V, HAI-NiCr 80, Nikrothal 8, Ni80Cr20, евронихром

Примечания

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Нихром х20н80" в других словарях:

Сплав, из нихромов, состоящий из следующих элементов: Ni (73 78 %); Cr (19 21 %); Si (1 %); Mn (0,7 %); остальное Fe. Иногда сплав легируют редкоземельными металлами для достижения более высокой износостойкости. Нихром Х20Н80, особенно проволока … Википедия

Нихром общее название группы сплавов, состоящих, в зависимости от марки сплава, из 55 78 % никеля, 15 23 % хрома, с добавками марганца, кремния, железа, алюминия. Первый нихромовый сплав разработан в США в 1905 году А. Маршем из… … Википедия

Нихром - хромоникелевый сплав (65 80% Ni, 15 30% Cr, иногда с добавками Si, Al и других элементов), характеризующийся высокими жаростойкостью и удельным электрическим сопротивлением . Применяют для изготовления нагревательных элементов в… … Энциклопедический словарь по металлургии

Общее название группы жаростойких сплавов никеля (65 80%) с хромом (15 30%). Впервые Н. запатентован в 1905 А. Маршем в США. В разных странах выпускается большое число разновидностей Н., легируемых, как правило, Si (до 1,5%), Al (до 3,5%) … Большая советская энциклопедия

Нихром широко используется в производстве электронагревательных печей, во всех отраслях производства, в основном в печах обжига и сушки. Для проволочных нагревателей используется в основном – нихромовая проволока, а для ленточных нагревателей – нихромовая лента. Для металлургической и химической просмышленности из нихрома изготавливают детали, которые могут долгосрочно работать в агрессивных средах при высоких температурвах. Нихром широко применяется в автомобилестроении и электротехнической промышленности. Во всех приборах, которые обеспечивают комфортную жизнедеятельность человечества, присутствуют элементы нихрома.

Это и радиоаппаратура и всевозможные приборы, кондиционеры, прикуриватели в автомобиле, водонагревательные приборы. Наука пришла к выводу, что дальнейший научно – технический прогресс зависит от тех или иных возможностей сплавов нихрома.

Проволока их нихрома применяется еще и как режущий элемент, так как долгое время сохраняет идеальную форму, и отличается высочайшей прочностью. Нет смысла определять границы областей применения нихрома, намного правильнее и проще сказать, что нихром применяется везде, где длительное время поддерживается высокая температура.

Инструменты:

Нихром,Фехраль

Сплавы нихром Х20Н80 и Х15Н60 относятся к сплавам с высоким электрическим сопротивлением. Х20Н80 и Х15Н60 получили широкое распространение и применяются для изготовления электронагревательных элементов, длительно работающих на воздухе при температурах 1000-1300 °С, проволочных и ленточных резисторов, элементов реостатов.Нихром является жаростойким сплавом, имеет малый температурный коэффициент электросопротивления, высокое электрическое сопротивление и высокое сопротивление коррозии под воздействием воздуха или иных газообразных сред при высокой температуре. Оксидная пленка имеет большую плотность. Эти два фактора обеспечивают высокую жаростойкость нихрома Х20Н80 и Х15Н60.

Сплав фехраль Х23Ю5Т также относится к сплавам с высоким электрическим сопротивлением и для него также характерны вышеперечисленные свойства и применение. Но фехраль - железохромоалюминиевый сплав, нихром - хромоникелевый.
Х20Н80 и Х15Н60 сочетают высокую жаростойкость с хорошей технологичностью (могут быть изготовлены лента, полоса и тонкая нихромовая проволока). Эти сплавы более жаропрочны, чем ферхраль, но в отличие от последней содержат дефицитный и дорогостоящий никель. Фехраль дешевле нихрома и отличаются повышенной жаростойкостью, однако она более твердая и хрупкая, чем нихром, а следовательно, и менее технологична (не могут быть изготовлены лента и тонкая фехралевая проволока).

Среди различной продукции наибольшее распространение получили нихромовая проволока, лента, нихромовая полоса Х20Н80 и Х15Н60 и фехраль проволока Х23Ю5Т.
Проволока - полуфабрикат с поперечным сечением постоянных размеров, свернутый в бухту или намотанный на катушку, изготовляемый прокаткой, прессованием или волочением (по ГОСТ 25501-82).
Лента - полуфабрикат прямоугольного сечения толщиной свыше 0,1 мм в рулонах, изготовляемый прокаткой или электролитическим способом (по ГОСТ 25501-82).
Полоса - плоский полуфабрикат прямоугольного сечения с отношением длины к ширине не менее 5, толщиной свыше 0,1 мм, изготовляемый прокаткой или разрезкой листов и лент (по ГОСТ 25501-82).

Сплав Х20Н80

Нихром Х20Н80 - сплав нихрома следующего состава: Ni (73-78 %); Cr (19-21 %); Si (1 %); Mn (0,7 %); остальное Fe. Иногда сплав легируют редкоземельными металлами для достижения более высокой продолжительности работы.

Нихром Х20Н80, особенно проволока являются самым ликвидным сортаментом нихрома. Нихромовая лента и полоса остаются менее продаваемыми, по сравнению с проволокой, но более востребованы нежели прутки и листы. Принято считать, что в марке Х20Н80 около 20 % хрома и 80 % никеля, но это не совсем соответствует ГОСТ, допускающим микролегирование прецизионных сплавов для улучшения их потребительских характеристик.

Название такого материала как нихром создано из двух его основных компонентов - никеля и хрома. В нем существует еще много других добавок - железо, титан, фосфор, марганец, углерод.

Высокая электросопротивляемость и большая температура плавления - до 1200 градусов, позволяют применять его в производстве высокотемпературных элементов нагревания, которые отлично даже на предельных нагрузках.

Нихром существует в нескольких основных видах. Сплав Н - для элементов нагрева, С - для узлов сопротивления, сплав ТЭН - для различных трубчатых электронагревателей.

Пластичность сплава никеля с хромом настолько высока, что позволяет изготавливать из него какие угодно изделия, характеризующиеся высокой прочностью. Его можно штамповать, точить, варить и т. п.

Нихром - свойства, применение и особенности

Нихро́м - общее название группы сплавов, состоящих, в зависимости от марки сплава, из 55-78 % никеля, 15-23 % хрома, с добавками марганца, кремния, железа, алюминия.

Первый нихромовый сплав разработан в США в 1905 году А. Маршем из Driver-Harris Company.

Физические свойства

удельное электрическое сопротивление - 1,05÷1,3 Ом·мм²/м (в зависимости от марки сплава)
плотность - 8200-8500 кг/м³
температура плавления - 1100-1400 °C
рабочая температура - 800-1100 °C
удельная теплоемкость - 0,45 кДж/(кг·К) при 25 °C
предел прочности при растяжении - 0,65-0,70 ГПа

Применение

Нихром обладает высокой жаростойкостью в окислительной атмосфере (до 1250 °C), высоким удельным электрическим сопротивлением (1,05-1,4 Ом·мм²/м), имеет минимальный температурный коэффициент электрического сопротивления. Он имеет повышенную жаропрочность, крипоустойчивость, пластичность, хорошо держит форму. Нихром - дорогостоящий сплав, но, учитывая его долговечность и надёжность, цена не представляется чрезмерной.

Нихром широко используется:

для изготовления нагревательных элементов в высокотемпературных электропечах, печах обжига и сушки, различных электрических аппаратах теплового действия;
в качестве жаропрочного (жаростойкого) сплава и химически стойкого сплава в определенных агрессивных средах;
в деталях, работающих при высокой температуре, резисторных элементах, реостатах;
в качестве подслоя и жаростойкого покрытия при газотермическом напылении.

Высокая пластичность нихрома позволяет подвергать его сварке, точению, волочению, штамповке и другим видам механической обработки.

Проволока из нихрома

От того, сколько содержится хрома в сплаве, зависит его окисляемость и тугоплавкость. Чем его содержание выше – тем больше в защитной пленке данного сплава содержится Сr2О3, что, в свою очередь, обуславливает более высокую тугоплавкость и большую способность противостоять окислению. Но увеличение содержания хрома приводит еще и к тому, что ухудшается обрабатываемость материала и, при достижении 30-ти процентов содержания хрома, такие операции, как волочение и холодная прокатка, становятся уже невозможными. В связи с чем содержание хрома в сплавах, как правило, ограничивают 20-ю процентами.

При добавлении железа в сплав улучшается его обрабатываемость и увеличивается его удельное сопротивление, но ухудшаются такие его характеристики, как температурный коэффициент сопротивления и жаростойкость. Если же рабочая температура не превышает 1000°С допускается использование тройного сплава благодаря тому, что он не такой дорогой и в нем содержится меньше дефицитного никеля.

Железо богатый нихром (термин заграничный, там этот сплав очень широко применяется, у нас – это сплав Х25Н20) более дешевый, для изготовления требует меньше никеля, но, при этом, характеризуется высокими механическими свойствами. Минус его – низкая жаростойкость, поэтому применяется в печах с температурой не выше 900 °С. Нихромы – это немагнитные сплавы, выпускающиеся в виде проволоки и ленты.

Нихром ведет свою историю с 1906 г., когда он и был предложен Маршем. Сейчас его выпуск производится многими заграничными фирмами, и он имеет различные названия. Нихром выпускают в виде двойных и тройных сплавов. Есть марки, в которые добавлен молибден. Двойной сплав у нас в стране (Х20Н80) содержит хрома 20-23% и никеля 75-78%. Так же выпускается сплав под маркой Х20Н80Т, содержащий титан, но из-за меньшей жаростойкости применение его ограничено. Тройные сплавы (Х15Н60) содержат: хром (15-18%), никель (55-61%). Благодаря дороговизне и дефициту нихрома ведутся интенсивные поиски более дешевых и доступных сплавов, которые могут полноценно его заменить в тех или иных условиях.

Современная техника ставит серьезные требования к показателям соответствия ее составных материалов реальным условиям работы. Одним из высокотехнологичных сплавов является нихром. Проволока и приборы, содержащие ее, отличаются стойкостью к агрессивным обстоятельствам функционирования.

История открытия

Сплав представляет собой соединение никеля с хромом, с вариациями добавления железа, марганца, алюминия, силиция.

Изначально имел два пути зарождения. Корни лежат в научных исследованиях относительно и модификации их свойств. Ni и Cr - составляющие высококачественных коррозионностойких и жаропрочных сталей.

Как двухкомпонентный сплав из никеля и хрома, он был открыт в 1906 году в США. Сегодня применяются его различные модификации, в том числе трехкомпонентные на основе железа.

Основные свойства

Материалом для современной нагревательной техники бытового и промышленного назначения является, несомненно, проволока нихром. Свойства ее соответствуют наивысшим технологическим требованиям.

1. Удельное электрическое сопротивление: в пределах 1100-1400 Ом*м.
2. Температура плавления - около 1400˚С, что позволяет функционировать при 800-1100˚С. Предельно допустимое значение для работы зависит от состава. Так, содержание железа снижает ее до 850-900˚С, для чистого двухкомпонентного она равна 1100˚С.
3. Плотность: 8000-8500 кг/м 3 .
4. Высокая прочность (σ в =650-700 МПа); показатели сохраняются в условиях кислотной агрессивной среды и значительных температур.
5. Хорошая пластичность вместе с показательной твердостью позволяет производить прокатывание и волочение.

Отличительные характеристики

Среди наиболее востребованной электротехнической продукции на рынке - проволока нихром. этого компонента электронагревательной техники исключительно высоко, что позволяет иметь широкий спрос.

Важной особенностью металла является стойкость его к высокотемпературному окислению в нормальных и агрессивных условиях. Ключевую роль тут играет хром. Элемент образовывает на поверхности соответствующую оксидную пленку, которая осуществляет защитную функцию. Она же отвечает за соответствующий темный цвет материала, который сменяется характерным бело-серым при механическом снятии окисленного слоя.

Стоит отметить, что непосредственный контакт с кислотами все же разрушает его, даже более, чем коррозионностойкий вольфрам.

Двухкомпонентный сплав не имеет магнитных характеристик. Они возникают для многокомпонентных его модификаций, однако имеют ослабленные показатели.

Нихромовая проволока отличается жесткостью, не поддается простому силовому влиянию.

Систематизируем информацию о том, как определить проволоку нихром, преимущественно, как отличить ее от внешне похожих материалов:

1. Белый цвет нового металла, темный - ранее проработанного.
2. Отрицательная или минимальная магнитность.
3. Жесткость.
4. Разрушение под действием кислот, устойчивость к окислению под влиянием высоких температур.

Марочная номенклатура

Существующие марки отличаются по составу, представляют ассортимент сплава нихром. Проволока имеет широкое использование, которое определяется индивидуальными свойствами каждого.

• 1 группа - резисторный материал: Х20Н80, Х20Н73ЮМ-ВИ, Н80ХЮД-ВИ, Х15Н60.
• 2 группа - металл для нагревательных элементов бытового и промышленного назначения с повышенными характеристиками жаропрочности: Х20Н80-Н-ВИ, Х15Н60-Н, ХН70Ю-Н, Х20Н80-Н, ХН20ЮС.
• 3 группа - для работы при температурах до 900˚С: Н50К10, Х25Н20.

При этом диаметр проволоки нихрома первой группы составляет 0,009-0,4 мм, а для второй - 0,2-7,5 мм.

«Сородичами» являются канталы или фехрали - сплавы хрома, алюминия и железа. Они характеризуются также высоким электрическим сопротивлением, стойкостью к жару в пределах 1250-1400˚С, однако меньшей надежностью, хотя и невысокой стоимостью (Х23Ю5, Х13Ю4, Х23Ю5Т, Х27Ю5Т, Х15Ю5).

Расшифровка марок

Свойства и назначение продукции из нихрома определяются ее химическим составом. Рассмотрим основные из них.

• Х20Н73ЮМ-ВИ: хром - 20%, никель - 73%, алюминий - 3%, молибден - 1,5%, марганец - до 0,3%, титан - до 0,05%, железо - 2%, углерод - до 0,05%; выплавлен с помощью вакуумно-индукционного метода;
• 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%; предназначен для электронагревательных элементов;
• 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 нагревателей промышленных печей.

Виды продукции

Выбор любого сплава, который характеризуется качественными технологическими и механическими характеристиками, должен быть обоснованным и регламентированным. Особенно когда речь идет о высокой стоимости. Таким высокотехнологичным и дорогостоящим материалом является проволока нихром. Гост 8803-89, 12766.1-90, 12766.3-90, 12766.4-90 определяет требования, особенности маркировки и применения. В соответствии со стандартами и в зависимости от типажа, металл представлен в продаже в виде проволоки или лент, выбор которых зависит от диаметра, сечения, длины, особенностей использования.

Соответственный прокат является исходным для промышленного изготовления ленточных зигзагов, проволочных спиралей.

Технические параметры

При выборе продукции из нихрома важно учитывать следующие особенности:

• номинальное удельное сопротивление;
• диаметр, сечение и вес;
• фактическое сопротивление и рабочие температурные границы в зависимости от физических параметров.

Номинальные значения основной параметрической характеристики определяются ГОСТом и зависят от марки и состава.

Диаметр проволоки-нихрома определяет ее сечение, вес мотка и соответственное объективное сопротивление.

Таким образом, вес проволоки (нихром) на 100 метров продукции прямо пропорционален ее размерам, а диаметр и площадь сечения - обратно пропорциональны фактическому сопротивлению.

Рабочая температура зависит не только от химического состава, но и от параметрических характеристик.

Диаметр проволоки, изготавливаемой производителями, представляется в пределах 0,05-12 мм, а ленты - 0,15-3,2 мм.

Применение

Качество всегда оправдывает стоимость. То же касается и сплава нихром. Проволока и ленты из этого материала имеют широкое использование в тех сферах, где любые другие металлы не смогли бы их заменить. Высокое стойкость к окислению, качественные механические характеристики, в том числе для агрессивных сред, высокотемпературные условия работы - все это позволяет использовать его в различных сферах.

В промышленности:

• Термопары металлургических электронагревательных печей.
• Конструкционные элементы для индукционного металлоплавильного оборудования.
• Промышленные вентиляционные сушки.
• Детали котлов и теплообменников.
• Электротехническое производство: резисторы и реостаты.
• Некоторые электроды для сварки.
• Одножильные и многожильные электрические провода.

Является основным конструкционным элементом для всех современных бытовых приборов:

• ТЭНы в электрических чайниках, бойлерах, кипятильниках, обогревателях.
• Нагревательные элементы в фенах, плойках, утюгах.
• Автомобильные свечи и системы обогрева.
• Электронные сигареты.

Пожалуй, цена - единственный недостаток материала нихром. Проволока двухкомпонентного типа никель-хром будет более дорогая. Содержание железа и снижение количества никеля, в свою очередь, регламентируют меньшую стоимость, однако не предоставляют тех возможностей, что Х20Н80. Выбор зависит от технических потребностей.

Выбирая продукцию из нихрома, актуально оперировать информацией о химическом составе интересующей марки, ее электропроводности и сопротивлении, физических характеристиках диаметра, сечения, длины. Немаловажно интересоваться документацией соответствия, а также уметь визуально отличить сплав от его «конкурентов». Правильно выбранный материал - залог надежности техники и технологии его задействования.