Нихромы: разновидности, состав, свойства и характеристики

Нихром — основной материал для изготовления нагревательных
элементов для электрических печей. Нихром специально разработан для этой цели и
поэтому в максимальной степени удовлетворяет всем требованиям к таким
материалам. Нихром
— общее название группы сплавов, состоящих, в зависимости от марки
сплава, из 55—78 % никеля, 15—23 % хрома, с добавками марганца, кремния,
железа, алюминия.
Первая группа объединяет сплавы, состоящие …

Нихром — основной материал для изготовления нагревательных
элементов для электрических печей. Нихром специально разработан для этой цели и
поэтому в максимальной степени удовлетворяет всем требованиям к таким
материалам.

Нихром — общее название группы сплавов, состоящих, в зависимости от марки сплава, из 55—78 % никеля, 15—23 % хрома, с добавками марганца, кремния, железа, алюминия.
Первая группа объединяет сплавы, состоящие, по существу, из
никеля и хрома, содержание железа в них невелико (0,5—3,0%), чем и объясняется
их название. Вторая группа охватывает собой сплавы, содержащие, помимо никеля и
хрома, также и железо.

Нихром, являющийся дальнейшим развитием хромоникелевой жароупорной стали, является весьма жаростойким материалом, так как он обладает чрезвычайно прочной защитной пленкой из окиси хрома
Сr₂О₃ с температурой плавления, большей, чем у сплава, и хорошо выдерживающей периодические нагревы и остывания. Кроме того, он обладает хорошими механическими свойствами как при нормальной, так и при высокой температурах, крипоустойчивостью и достаточной пластичностью, так что он легко обрабатывается и, в частности, хорошо
сваривается.

Электрические свойства нихрома также вполне удовлетворительны, он обладает высоким удельным сопротивлением, малым температурным коэффициентом сопротивления, у него отсутствуют явления старения и роста.
Наилучшие электрические и в то же время хорошие механические свойства имеют двойные сплавы. Эти сплавы обладают в то же время и прекрасной жаростойкостью, благодаря чему они могут работать до 1100°С.

Чем больше содержание хрома в сплаве, тем больше в его защитной пленке содержание
Сr₂О₃, тем она более тугоплавка и тем лучше материал противостоит окислению. Но с увеличением содержания хрома ухудшается одновременно обрабатываемость материала, и при достижении 30% содержания хрома волочение и холодная прокатка становятся уже невозможными. Поэтому, как правило, содержание хрома в них не превосходит 20%.

Добавление железа в сплав несколько улучшает его обрабатываемость и увеличивает удельное сопротивление, но ухудшает его температурный коэффициент сопротивления и значительно снижает жаростойкость. Тем не менее в тех случаях, когда рабочая температура не превосходит 1000°С, допустимо пользоваться тройным сплавом, так как он дешевле и содержит меньше дефицитного никеля.

Железобогатый нихром (термин, принятый за границей, где он широко применяется, у нас к нему относится сплав Х25Н20) еще дешевле, требует еще меньше никеля и обладает прекрасными механическими свойствами, хотя его жаростойкость еще ниже. Он может применяться в печах с температурой не выше 900 °С.
Все нихромы являются немагнитными сплавами. Нихром выпускается в виде проволоки
и ленты.

Нихром впервые был предложен в 1906 г. Маршем. В настоящее время за границей его выпускают
многие фирмы под различными названиями. Выпускают двойные и тройные сплавы, в некоторые марки добавляется молибден.
У нас в стране двойной сплав выпускается с содержанием хрома 20 — 23 и никеля 75
— 78% (Х20Н80), кроме того, выпускается аналогичный сплав с титаном (Х20Н80Т), однако он несколько менее жаростоек и получил лишь ограниченное применение. Тройные сплавы выпускаются с содержанием хрома 15
— 18 и никеля 55 — 61% (Х15Н60). Дороговизна и дефицитность нихрома привели к интенсивным поискам других сплавов, более дешевых и доступных и способных в то же время заменить его в тех или иных условиях.

Основные технические характеристики нихромов:

Тройной нихром Х15Н60 — (ЭХН60): Сr — 13 — 18,
Ni — 55 — 61. Плотность при 0^оС — 8200 кг/м³.
Удельное электрическое сопротивление , 10^-6
ом х м — 1,11 (20 ^оС), 1,18 (400 ^оС), 1,2 (600
^оС), 1,21 (800 ^оС), 1,23 (1000 ^оС). Удельная
теплоемкость — 0,461 х 10³ Дж/(кг х ^оС). Коэффициент
теплопроводности — 16 Вт/(м х ^оС). Максимальная рабочая температура
^оС 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 — (ЭХН80): Сr — 20 —
23, Ni — 75 — 78.
Плотность при 0^оС — 8400 кг/м³. Удельное
электрическое сопротивление , 10^-6 ом х
м — 1,09 (20 ^оС), 1,13 (600 ^оС), 1,11 (800 ^оС),
1,12 (1000^оС). Удельная теплоемкость — 0,44 х 10³ Дж/(кг х
^оС). Коэффициент теплопроводности — 14,2 Вт/(м х ^оС).
Максимальная рабочая температура ^оС нихрома в зависимости от диаметра
проволоки в мм — 950 (0,2), 1000 (0,4), 1100 (1,0), 1150 (3,0), 1200 (6,0 и
более).

Школа для электрика

10.12.2016 Без рубрики Нет комментариев