Нихром — это общее название для сплавов, двумя основными компонентами которых являются хром и никель. Первоначальный вариант сплава содержал в себе 20% хрома и 80% никеля. В настоящее время существует 10 вариантов этого сплава, в каждом из которых разное соотношение дополнительных примесей — алюминия, титана, кремния, молибдена, железа или марганца.
Свойства нихрома напрямую зависят от пропорций основных и дополнительных металлов в сплаве. Самое распространённое изделие из нихрома это проволока, которая широко используется в современной промышленности.
Проволока из нихрома: описание и основные характеристики
Нихромовая проволока представляет собой металлический шнур, который производят разной длинны, толщины (от доли миллиметра до нескольких сантиметров) и сечения: круглого, овального, квадратного или трапециевидного.
Самый распространённый вид сечения — это круглый, так как такая проволока имеет максимальное соотношение площади сечения к своему периметру. Вес изделия напрямую зависит от состава его сплава и диаметра самой .
Нихром имеет редкое сочетание свойств, делающих его просто исключительным сплавом, единственный аналог которого, фехраль, сильно уступает ему по всем показателям.
Жаропрочность данного материала может достигать до 1400 градусов Цельсия (двухкомпонентный сплав). Предельно допустимая температура воздействия зависит от состава сплава. Также данная проволока не изменяет своей формы под воздействием нагрева и не провисает.
Проволока из нихрома обладает высоким сопротивлением электрическому току, а значит этого металла потребуется значительно меньше, чем аналогичного без потери в количестве выделяемого тепла. Следовательно приборы, в которых используется нихромовая проволока, будут иметь меньшие габариты и вес.
Двухкомпонентный сплав не имеет магнитных свойств. Они возникают только при добавлении железа, но имеют очень слабые показатели.
Нихром не подвержен коррозии, устойчив к воздействию агрессивной среды, за счёт чего имеет почти неограниченный срок службы. Проволока из нихрома обладает хорошей пластичностью и отлично формуется, при этом имея высокие показатели прочности и твёрдости, не боится механического воздействия.
Состав сплава металла варьирует показатели этих характеристик. На фото представлены основные варианты намотки нихромовой проволоки.
Использование нихромовой проволоки
Применение нихромовой проволоки очень обширно, что обусловлено её многофункциональностью. В промышленности она используется для создания лабораторного оборудования, узлов сопротивления, резисторов, реостатов, различных нагревательных приборов, электрических печей и печей для обжига и сушки, в сварочных аппаратах. Проволоку с сечением в несколько сантиметров можно применять для изготовления автоматической сварки и даже канатов.
Элементы из нихромовой проволоки есть и во многих бытовых предметах — тостерах, фенах, в системах обогрева стекол и зеркал заднего вида в автомобилях, бытовых обогревателях, вейпах и даже стельках для обуви.
Очень часто данную проволоку используют и для самодельного оборудования — резаков и электролобзиков (по дереву и пенопласту), паяльников и приспособлений для выжигания по дереву, домашних кузнях.
Выбор нихромовой проволоки
Как же выбрать проволоку, необходимую именно для выших нужд? Для разных целей используются ищделия с разным составом сплава, диаметром и сечением, поэтому здесь в первую очередь необходимо ориентироваться на маркировку проволоки.
Маркировка Н указывает на то, что данная проволока используется при изготовлении нагревательных элементов, не превышающих в диаметре 0,2 мм.
Маркировка С указывает на то, что данное изделие подходит для производства элементов сопротивления различных механизмов.
Маркировка ТЭН указывает на применимость данной продукции для производства электронагревателей трубчатого типа.
Также маркировка указывает на рабочие температуры, которые являются максимальными для конкретного сплава и его удельное сопротивление.
Рабочие температуры/Удельное сопротивление:
Х20Н80 до 1200 градусов Цельсия — Х20Н80 — 1.12 Ом*мм/м
Х15Н60 до 1125 градусов Цельсия — Х15Н60 — 1.13 Ом*мм/м
ХН20ЮС до 1100 градусов Цельсия — ХН20ЮС — 1.02 Ом*мм/м
ХН70Ю до 1200 градусов Цельсия — ХН70Ю — 1.30 Ом*мм/м
Выше по тексту указаны показатели для проволоки толщиной более 3-х мм. Чем больше диаметр проволоки, тем больше значение этих показателей.
Обязательно нужно обратить внимание на наличие у производителя технических документов, на основании которых была изготовлена данная проволока – ГОСТ или ТУ. Только эти документы могут гарантировать, что вы приобретаете качественный продукт, характеристики которого будут не ниже заявленных производителем.
Фото нихромовой проволоки
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.
- Удельное электрическое сопротивление: в пределах 1100-1400 Ом*м.
- 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.
- Плотность: 8000-8500 кг/м 3 .
- Высокая прочность (σ в =650-700 МПа); показатели сохраняются в условиях кислотной агрессивной среды и значительных температур.
- 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:
- Белый цвет нового металла, темный - ранее проработанного.
- Отрицательная или минимальная магнитность.
- Жесткость.
- 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.
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.
Этот сплав в отличие от железа, не искрит, не ржавеет, не даёт запаха и привкуса гари, что очень важно для пищевой промышленности. Благодаря минимальному коэффициенту термического расширения, нихромовая нить (спираль) не провисает при нагревании.
Удельный вес нихрома
плотность — 8200−8500 кг/м³
Удельная теплоёмкость нихрома
Удельная теплоемкость — 450 Дж/(кг·К) при 25°C
Зависимость рабочей температуры°С от диаметра нагревательного элемента (mm)
| Марка сплава | Электрическое сопротивления, мкОм·м | Ø 0,2 mm | Ø 0,4 mm | Ø1 mm | Ø 3 mm | Ø 6 mm |
| Х15Ю5 | 1,29 | 700 | 850 | 900 | 850 | 1000 |
| Х23Ю5 | 1,35 | 950 | 1025 | 1110 | 1150 | 1210 |
| Х23Ю5Т | 1,39 | 955 | 1075 | 1225 | 1350 | 1400 |
| Х27Ю5Т | 1,47 | 954 | 1075 | 1200 | 1300 | 1350 |
| Х15Н60 (Х10Н60-Н) | 1,11−1,12 | 900 | 950 | 1000 | 1075 | 1125 |
| Х20Н80 (Х20Н80-Н) | 1,08−1,13 | 955 | 1005 | 1100 | 1150 | 1200 |
| ХН70Ю-Н | 1,3 | 955 | 1005 | 1100 | 1175 | 1200 |
| ХН20ЮС | 1,02 | 900 | 950 | 1000 | 1050 | 1100 |
Применение
Производство элементов нагрева, применяемых в печах сушки и обжига, тепловых пушках, фенах, производства бытовых электрических плит, утюгов и тостеров.
Поставщик
Предлагаем купить нихром со специализированных складов поставщика Evek GmbH с доставкой в любой город. Полное соответствие современным стандартам качества. Поставщик Evek GmbH предлагает купить нихром, цена — оптимальная в данном сегменте проката. Своевременная доставка обеспечивается представительствами в городах Восточной Европы.
Купить, выгодная цена
Предлагаем нихром, цена — определяется технологическими особенностями производства без включения дополнительных затрат. На сайте компании отображена информация о последних поступлениях продукции. Можно заказать продукцию нестандартных параметров. У нас наилучшее соотношение цены и качества на весь ряд продукции. В сегменте никелевых сплавов компания Evek GmbH — выгодный поставщик.
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.
| D 0,2 мм | D 0,3 мм | D 0,4 мм | D 0,5 мм | ||||
| D сердечника, | Длина спирали | D сердечника, | Длина спирали | D сердечника, | Длина спирали | D сердечника, | Длина спирали |
| 1,5 | 49 | 1,5 | 59 | 1,5 | 77 | 2 | 64 |
| 2 | 30 | 2 | 43 | 2 | 68 | 3 | 46 |
| 3 | 21 | 3 | 30 | 3 | 40 | 4 | 36 |
| 4 | 1 | 4 | 22 | 4 | 28 | 5 | 30 |
| 5 | 13 | 5 | 18 | 5 | 24 | 6 | 26 |
| 6 | 20 | ||||||
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.