Другое 

Нихромовая проволока: область применения, основные характеристики и изготовление (115 фото). Удельное сопротивление нихрома, плотность, теплопроводность, теплоемкость Сплав двойной нихром имеет обозначение

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.

Марка

Рабочая температура, ˚С

диаметр продукции, мм

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.

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), имеют 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.

Международные названия нихромов

Нихром Х20Н80 - Cr 20 %, Ni 80 %. Удельное сопротивление - 650 Ohms/cmf , температура плавления - 1200 °C.

Аналоги: NiCr80/20, Ni80Cr20, Chromel A, N8, Nikrothal 8, Resistohm 80, Cronix 80, Nichrome V, HAI-NiCr 80, евронихром.

Нихром Х15Н60 - Ni 60 %, Cr 16 %, Fe 24 %. Удельное сопротивление - 675 Ohms/cmf, температура плавления - 1390 °C.

Аналоги: NiCr60/15, Ni60Cr15, Chromel C, N6, Nikrothal 6, Nikrothal 60, Cronifer II, Alloy C.

Сплав Х20Н80

Нихром Х20Н80 - сплав нихрома следующего состава: (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. 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.

Примечания

Ссылки

  • Нихром - статья из Большой советской энциклопедии (3-е издание)
  • ГОСТ 10994-74. Сплавы прецизионные. Марки . Архивировано из первоисточника 23 августа 2011. Проверено 7 сентября 2009. . (см. также ГОСТ)
  • Мальцев И. М. Технология триботехнических ленточных электроспеченных порошковых материалов // Международный научно-технический журнал . - 2003. - № 1. - С. 60-66.
  • Пятин Ю. М. и др. Материалы в приборостроении и автоматике. - 2-е изд. - "Машиностроение", 1982. - 528 с.
  • Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии . - 2-е изд. - М .: Редакция химической литературы, 1938. - С. 170-171.
  • Кудрявцев И. В. Материалы в машиностроении. Выбор и применение / Химушкин Ф.Ф., Жуков Л.Л. и др.. - М .: "Машиностроение", 1968. - Т. 3 (Специальные стали и сплавы). - С. 304-319. - 448 с. - 30 000 экз.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Синонимы :

Смотреть что такое "Нихром" в других словарях:

    Нихром … Орфографический словарь-справочник

    - (от никель и хром) сплавы Ni (основа) с Cr (15 30%), легируемые Si (до 1,5%), Al (до 3,5%), микродобавками редкоземельных элементов. В ферронихромах часть Ni заменена Fe (св. 20%). Высокие жаростойкость и удельное электрическое сопротивление.… … Большой Энциклопедический словарь

    Сущ., кол во синонимов: 2 сплав (252) ферронихром (2) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

    нихром - — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999] Тематики электротехника, основные понятия EN nichrome … Справочник технического переводчика

    нихром - сплав никеля с хромом … Словарь сокращений и аббревиатур

    Нихром - – общее название группы жаростойких сплавов никеля (65 80%) с хромом (кроме того в состав нихрома могут входить кремний, алюминий, микродобавки редкоземельных металлов).Благодаря сочетанию высоких жаростойкости и электрического… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

    НИХРОМ - хромоникелевый сплав, содержащий 65 80% никеля, 15 30% хрома, иногда с добавками кремния, алюминия; обладает высокими жаростойкостью и удельным электрическим сопротивлением. Применяется для изготовления реостатов и различных нагревательных… … Большая политехническая энциклопедия

    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

    А; м. Сплав никеля и хрома, обладающий высокой жаростойкостью и удельным электрическим сопротивлением (применяется для изготовления нагревательных элементов). ◁ Нихромовый, ая, ое. * * * нихром (от никель и хром), сплавы Ni (основа) с Cr (15 30%) … Энциклопедический словарь электронная книга


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.

Нихром — сплав, состоящий из следующих элементов: Ni (55-78%); Cr (15-23%); Mn (1,5%); остальное Fe. Удельное сопротивление нихрома 1,0-1,1·10 6 Ом·м, плотность — 8200-8500 кг/м3, температура плавления — 1100-1400 °C. Нихром обладает высокими рабочей температурой (до 1100 °C) и механической прочностью (предел прочности при растяжении 0,65-0,70 ГПа). Данный сплав хрома и никеля используется для изготовления нагревательных элементов лабораторных и промышленных электрических печей, плиток, паяльников.

Химический состав нихрома (Х20Н80, Х15Н60). Прокат нихрома.

По ГОСТ 10994-74 химический состав нихрома Х20Н80 : содержание хрома Cr 20,0-23,0%, никель Ni — остальное, железо Fe — не более 1,5%, алюминий Al — не более 0,20%, титан Ti — не более 0,30% и.т.д. В сумме эти элементы вместе с хромом по максимуму набирают 27,35%. В нихроме Х15Н60 по ГОСТу содержание никеля 55,0-61,0%.
Нихром: проволока , лента , круг, лист. Особое распространение получил нихром в виде проволоки Х20Н80 разных размеров.

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.
В частности нихром марки Х20Н80 является материалом для нагревательных элементов промышленных электропечей и различных электронагревательных устройств. Рекомендуется применять для нагревателей электротермического оборудования повышенной надежности. Нихром Х15Н60 применяется для изготовления тех же изделий, что и Х20Н80 , а также используется в изделиях электронной техники и при создании непрецизионных резисторов.

Рассмотрены состав и основные физические свойства нихрома: удельное электрическое сопротивление, температура плавления, максимальная рабочая температура, удельная теплоемкость, коэффициент теплового линейного расширения, плотность нихрома и его теплопроводность.

Свойства в таблицах указаны для следующих марок:

  • ферронихром Х15Н60;
  • нихром Х20Н80;
  • сплав Nikrothal 80 ;
  • сплав, содержащий 10% хрома и 90% .

Удельное сопротивление нихрома, его температура плавления и применения

В таблице представлено удельное электрическое сопротивление нихрома в зависимости от температуры в интервале от 20 до 1200°С. Удельное сопротивление нихрома указано в размерности мкОм·м. Например, при температуре 900°С нихром Х20Н80-Н имеет удельное электрическое сопротивление, равное 1,149 микро Ом·м (или 1,149·10 -6 Ом·м).

С ростом температуры удельное сопротивление нихрома увеличивается. В процессе нагрева увеличение сопротивления нихрома от температуры может составлять 7…11% в интервале 20…1200°С. Однако, прямая линейная зависимость удельного сопротивления от температуры характерна только для ферронихрома Х15Н60, содержащего большое количество железа.

Сплавы Ni-Cr с низким содержанием железа имеют иной характер зависимости сопротивления от температуры: нихром Х20Н80 показывает снижение величины удельного сопротивления в диапазоне от 500 до 900°С; удельное сопротивление нихрома марки Nikrothal 80 не зависит от температуры в интервале 400…900°С.

Удельное сопротивление нихрома (мкОм·м) в зависимости от температуры
Температура, °C Х15Н60 Х20Н80-Н Nikrothal 80
20 1,12 1,13 1,09
100 1,135 1,137 1,101
200 1,152 1,147 1,112
300 1,172 1,155 1,123
400 1,189 1,163 1,134
500 1,203 1,166 1,134
600 1,213 1,156 1,134
700 1,213 1,148 1,134
800 1,22 1,147 1,134
900 1,229 1,149 1,134
1000 1,238 1,158 1,145
1100 1,248 1,167 1,155
1200 — 1,175 1,166

Температура плавления нихрома составляет 1400°С. Ферронихром Х15Н60 имеет чуть более низкую температуру плавления. Максимальная рабочая температура рассмотренных сплавов имеет значение 1125…1200°С.

Основное назначение нихрома — применение в виде ленты и проволоки для электрических нагревателей. Необходимо отметить, что максимальная температура применения нихромовой проволоки существенно зависит от ее диаметра . Например, согласно ГОСТ 12766.1-90, для проволоки Х20Н80-Н диаметром 0,2 мм максимальная рабочая температура на воздухе составляет всего 950°С. При увеличении диаметра такой проволоки до 1 мм ее рабочая температура может достигать 1100°С.

Теплоемкость, линейное расширение, плотность и теплопроводность нихрома

В таблице представлены следующие физические свойства нихрома: удельная теплоемкость при 25°С, средний коэффициент теплового линейного расширения в интервале температуры от 20 до 1000°С и плотность нихрома при 25°С.

Следует отметить, что рассмотренные марки нихрома имеют близкие значения физических свойств. Плотность нихрома находится в диапазоне 8200…8660 кг/м 3 и повышается с увеличением содержания в сплаве никеля. нихрома при 20…1000°С имеет значение (17…18)·10 -6 град -1 . Удельная теплоемкость нихрома, в зависимости от марки, составляет 440…460 Дж/(кг·град).

Теплопроводность нихрома имеет величину, близкую по значению с . В таблице приведены данные по теплопроводности рассмотренных сплавов при различных температурах в интервале от 0 до 600°С.

Теплопроводность нихрома увеличивается при нагревании. С повышением содержания никеля в сплаве его коэффициент теплопроводности повышается. К примеру, сплав, содержащий 10% Cr и 90% Ni, имеет наибольшую теплопроводность из рассмотренных сплавов, равную 17,4 Вт/(м·град) при 20°С.

Теплопроводность нихрома при различных температурах, Вт/(м·град)
t, °С → 0 20 100 200 300 400 500 600
Нихром (10%Cr + 90%Ni) 17,1 17,4 18,9 20,9 22,8 24,7 — —
Х15Н60 11,8 — 13,3 14,6 16,1 17,5 — —
Х20Н80-Н 12,2 13,6 13,8 15,6 17,2 18,9 — 22,6
Nikrothal 80 — 15 15 15 15 17 19 21

Источники:

  1. ГОСТ 10994-74 Сплавы прецизионные. Марки.
  2. ГОСТ 12766.1-90 Проволока из прецизионных сплавов с высоким электрическим сопротивлением. Технические условия.
  3. ГОСТ 12766.3-90 Сплавы калиброванные прецизионные с высоким электрическим сопротивлением. Технические условия.
  4. Сайт www.kanthal.com