Nichromes: ποικιλίες, σύνθεση, ιδιότητες και χαρακτηριστικά
Nichrome — το κύριο υλικό για την παραγωγή θερμαντικών στοιχείων για ηλεκτρικούς φούρνους. Το Nichrome είναι ειδικά σχεδιασμένο για αυτόν τον σκοπό και, ως εκ τούτου, ικανοποιεί όλους στο μέγιστο βαθμό απαιτήσεις για τέτοια υλικά.
Nichrome είναι η γενική ονομασία μιας ομάδας κραμάτων που αποτελείται, ανάλογα με τον βαθμό του κράματος, από 55-78% νικέλιο, 15-23% χρώμιο, με προσθήκες μαγγανίου, πυριτίου, σιδήρου, αλουμινίου. Η πρώτη ομάδα περιλαμβάνει κράματα που αποτελούνται κυρίως από νικέλιο και χρώμιο, η περιεκτικότητα σε σίδηρο σε αυτά είναι χαμηλή (0,5-3,0%), γεγονός που εξηγεί το όνομά τους. Η δεύτερη ομάδα περιλαμβάνει κράματα που περιέχουν, εκτός από νικέλιο και χρώμιο, και σίδηρο.
Το Nichrome, το οποίο είναι μια περαιτέρω εξέλιξη του πυρίμαχου χάλυβα χρωμίου-νικελίου, είναι ένα πολύ ανθεκτικό στη θερμότητα υλικό επειδή έχει μια εξαιρετικά ισχυρή προστατευτική μεμβράνη από οξείδιο του χρωμίου Сr2О3 με σημείο τήξης υψηλότερο από αυτό του κράματος και αντέχει σε περιοδική θέρμανση και ψύξη.Επιπλέον, έχει καλές μηχανικές ιδιότητες τόσο σε κανονικές όσο και σε υψηλές θερμοκρασίες, αντοχή σε ερπυσμό και επαρκή πλαστικότητα, επομένως είναι εύκολο στην επεξεργασία και ιδιαίτερα καλά συγκολλημένο.
Οι ηλεκτρικές ιδιότητες του nichrome είναι επίσης αρκετά ικανοποιητικές, έχει υψηλή αντίσταση, χαμηλή συντελεστής αντίστασης θερμοκρασίας, τα φαινόμενα γήρανσης και ανάπτυξης απουσιάζουν. Τα δυαδικά κράματα έχουν τις καλύτερες ηλεκτρικές και ταυτόχρονα καλές μηχανικές ιδιότητες. Ταυτόχρονα, αυτά τα κράματα έχουν εξαιρετική αντοχή στη θερμότητα, γι 'αυτό μπορούν να λειτουργήσουν έως και 1100 ° C.
Όσο υψηλότερη είναι η περιεκτικότητα του κράματος σε χρώμιο, τόσο μεγαλύτερη είναι η περιεκτικότητα του προστατευτικού του φιλμ Сr2О3, τόσο πιο πυρίμαχο είναι και τόσο καλύτερα το υλικό είναι ανθεκτικό στην οξείδωση. Όμως, καθώς αυξάνεται η περιεκτικότητα σε χρώμιο, η ικανότητα μηχανικής επεξεργασίας του υλικού επιδεινώνεται ταυτόχρονα και όταν η περιεκτικότητα σε χρώμιο φτάσει το 30%, το τράβηγμα και η ψυχρή έλαση δεν είναι πλέον δυνατή. Επομένως, κατά κανόνα, η περιεκτικότητα σε χρώμιο σε αυτά δεν υπερβαίνει το 20%.
Η προσθήκη σιδήρου στο κράμα βελτιώνει κάπως τη δυνατότητα επεξεργασίας και αυξάνει την αντίστασή του, αλλά επιδεινώνει τον συντελεστή θερμοκρασίας αντίστασης και μειώνει σημαντικά την αντίσταση στη θερμότητα. Ωστόσο, σε περιπτώσεις όπου η θερμοκρασία εργασίας δεν υπερβαίνει τους 1000 ° C, επιτρέπεται η χρήση τριπλού κράματος, καθώς είναι φθηνότερο και περιέχει λιγότερο ανεπαρκές νικέλιο.
Το πλούσιο σε σίδηρο νιχρώμιο (ο όρος που υιοθετείται στο εξωτερικό, όπου χρησιμοποιείται ευρέως, έχουμε το κράμα Kh25N20 στο οποίο αναφέρεται) είναι ακόμη φθηνότερο, απαιτεί ακόμη λιγότερο νικέλιο και έχει εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες, αν και η αντοχή του στη θερμότητα είναι ακόμη χαμηλότερη.Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε φούρνους με θερμοκρασία όχι μεγαλύτερη από 900 ° C. Όλα τα νιχρώματα είναι μη μαγνητικά κράματα. Το Nichrome διατίθεται σε μορφή σύρματος και κορδέλας.
Το Nichrome προτάθηκε για πρώτη φορά το 1906 από τον Marsh. Αυτή τη στιγμή παράγεται στο εξωτερικό από πολλές εταιρείες με διαφορετικά ονόματα. Παράγονται διπλά και τριπλά κράματα, προστίθεται μολυβδαίνιο σε ορισμένες μάρκες. Στη χώρα μας παράγεται διπλό κράμα με περιεκτικότητα σε χρώμιο 20 — 23 και περιεκτικότητα σε νικέλιο 75 — 78% (Kh20N80), επιπλέον παράγεται ένα παρόμοιο κράμα με τιτάνιο (Kh20N80T), αλλά είναι ελαφρώς λιγότερη θερμότητα. ανθεκτικό και έλαβε μόνο περιορισμένη εφαρμογή. Τα τριπλά κράματα παράγονται με περιεκτικότητα σε χρώμιο 15 — 18 και νικέλιο 55 — 61% (Χ15Ν60).Η υψηλή τιμή και η έλλειψη νικρώμιου οδήγησαν σε έντονη αναζήτηση για άλλα κράματα, φθηνότερα και πιο προσιτά και ικανά να το αντικαταστήσουν ταυτόχρονα σε ορισμένα συνθήκες.
Τα κύρια τεχνικά χαρακτηριστικά του nichrome:
Τριπλό νιχρώμα Х15Н60 — (ЕХН60): Сr — 13 — 18, Ni — 55 — 61. Πυκνότητα σε 0ОС — 8200 kg / m3… Ειδική ηλεκτρική αντίσταση ρ, 10-6 ohm xm — 1,11 (20 ОВ), 1, 18 ( 400 OB), 1,2 (600 OB), 1,21 (800 OB), 1,23 (1000 OB). Ειδική θερμοχωρητικότητα — 0,461 x 103 J / (kg x OS). Συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας — 16 W / (mx OS). Μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας О Από nichrome, ανάλογα με τη διάμετρο του σύρματος σε mm — 900 (0,2), 950 (0,4), 1000 (1,0), 1075 (3,0), 1125 (6,0 και περισσότερα ).
Διπλό νιχρώμα Х20Н80 — (ЕХН80): Сr — 20 — 23, Ni — 75 — 78. Πυκνότητα σε 0ОС — 8400 kg / m3… Ειδική ηλεκτρική αντίσταση ρ, 10-6 ohm x m — 1,09 (20 ОВ), 1 ,13 ( 600 OB), 1,11 (800 OB), 1,12 (1000 OB). Ειδική θερμότητα — 0,44 x 103 J / (kg x OS). Συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας — 14,2 W / (mx OS).Μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας О Από nichrome, ανάλογα με τη διάμετρο του σύρματος σε mm — 950 (0,2), 1000 (0,4), 1100 (1,0), 1150 (3,0), 1200 (6,0 και Περισσότερα ▼ ).