Сплав двойной нихром имеет обозначение. Нихром-проволока: характеристики и области применения. Стойкость к окислению нихрома и фехраля

Это сплав, основными составляющими которого являются никель (55-78%), хром (15-23%), марганец (1,5%) и железо (оставшийся процент). Иногда для его нормализации применяют цирконий. Плавится сплав при температуре 1100-1400°C. Характеризуется нихром удельным сопротивлением, составляющим 1,0-1,1×106 Ом×м, плотностью, значение которой 8,2-8,5 г/см3. Рабочая температура сплава - до 1100 °C. Отличается нихром высокой механической прочностью, значение придела прочности на растяжение составляет 0,65-0,7 ГПа.

Нихром имеет повышенные характеристики жаропрочности, крипоустойчивости, пластичности. Он способен сохранять свою форму. Такие свойства позволяют использовать сплав в установках, на которые будут оказывать воздействие определенные агрессивные среды.

Сплав нашел свое применение в лабораторных и промышленных печах, плитах и паяльниках. Из нихрома изготавливают нагревательные элементы.

Марки нихрома

Наиболее часто применяются две основные марки нихрома: Х20Н80 и Х15Н60. Производятся они в соответствии с требованиями, наведенными в ГОСТ 10994-74 . Наиболее часто используется нихром Х20Н80 в виде проволоки различного диаметра. Цифры, в обозначении марки, указывают на приблизительное процентное содержание основных составляющих сплава: первая - хрома, вторая - никеля. Нихромовый металлопрокат представлен: проволокой, лентой, кругом, листом.

Область применения нихрома

Из нихрома производят нагревательные элементы, которые устанавливаются в промышленные и бытовые электропечи. Из использованием данного сплава изготавливают приборы и аппараты теплового действия. Нихром применяется в производстве. Без использования сплава тяжело изготовить:

• высокотемпературные электропечи;
• печи обжига и сушки;
• электрические аппараты теплового действия;
• электротехнические резистивные элементы;
• нагревательные элементы.

Нихром марки Х20Н80 - это отличный сплав для производства нагревательных элементов электротермического оборудования, к надежности которого предъявляются повышенные требования. Х15Н60 чаще всего применяется для изготовления изделий электротехники и непрецизионных резисторов.

Стоимость нихрома марки Х20Н80 выше, чем Х15Н60. Это объясняется более высоким содержанием в составе сплава такого дорогостоящего металла как никель. Нихром Х20Н80 может заменяться в некоторых случаях сплавами аналогичной специализации, но в тех случаях, когда требуется высокая надежность, отдают предпочтение именно ему.

Базовым металлом сплава выступает никель, его содержание находится в интервале 55 – 78%. Второй, основополагающий элемент – хром, занимающий в материале от 15 до 23%. Наиболее распространенные следующие легирующие добавки: алюминий, железо, марганец и кремний.

Основные преимущества нихрома перед другими тугоплавкими металлами состоят в следующем:

• высокая жаростойкость, механические свойства не меняются при высоких температурах;

• пластичность, обеспечивает возможность изготовления проволоки, лент из сплава;

• простота обработки, изделия хорошо штампуются, свариваются;

• высокая стойкость к коррозии;

• нихром не магнитится.

Сплав можно по праву назвать усовершенствованным вариантом хромоникелевой жароупорной стали. Поверхность нихрома покрыта пленкой из окиси хрома. Ее высокая адгезия и более высокая, чем у металла, температура плавления позволяют материалу отлично выдерживать перепады температур: регулярные нагревы и остывания.

Величина тугоплавкости сплава напрямую связана с защитной пленкой оксида, следовательно, растет при увеличении содержания хрома. Улучшение тугоплавкости оксидной пленки дополнительно способствует росту коррозионной стойкости материала. Предел содержания хрома в сплаве обусловлен снижением обрабатываемости материала: при достижении 30%, холодная прокатка нихрома становится невозможной.

Когда в ход идет железо

Отечественные стандарты различают две основные марки нихрома.

• Х20Н80 – двойной. Состав сплава: 74% никеля, 23 – хрома, на уровне процента присутствуют железо, кремний и марганец.

• Х15Н60 – тройной. Основу составляет все тот же сплав никеля с хромом 60 и 15%, соответственно. Третьим компонентом выступает железо, его содержание в продукте – 25%.

Идея насыщения нихрома железом связана с компромиссом: удешевить цену материала, сохранив его жаростойкость. Дополнительно, добавление железа повышает обрабатываемость сплава. Таким образом, вариация процентного вклада трех базовых элементов позволяет удержать рабочую температуру на уровне 1000 °С, сохранив при этом пластичность продукта и понизив его стоимость.

Один из наиболее дешевых вариантов нихрома Х25Н20 (железобогатый, согласно зарубежной терминологии), требует никеля не более 20%. При этом механические свойства сплава не ухудшается, однако рабочая температура ограничивается величиной 900 °С.

Область применения

Первоначальное предназначение нихрома акцентировалось на использование в изготовлении нагревательных элементов различного высокотемпературного оборудования. Высокая температура плавления, до 1400 °С, позволяет использовать нихромовые нагреватели внутри печей для обжига, сушильных аппаратах. Распространено производственное использование продукта как жаропрочного химически стойкого сплава в агрессивных средах.

На бытовом уровне нихром оказался идеальным материалом вначале для утюгов, а впоследствии, в пищевой промышленности. Тостеры, электрические плиты, прочее кухонное оборудование с нагревательными элементами из этого сплава отличаются отсутствием:

• искрения;

• ржавчины;

• оплавленных участков.

Как результат, в процессе приготовления пищи не чувствуется посторонних запахов, гари.

Пластичность материала, обеспечивающая возможность проката продукта, изготовления из него проволоки, расширяет область применения нихрома до резисторов, реостатов, прочих узлах сопротивления. Деформированные нихромовые нагревательные спирали также применяются в электронных сигаретах.

Единственный недостаток нихрома – его высокая стоимость, компенсируется отсутствием более дешевых заменителей этого жаростойкого сплава до настоящего времени.

xlom.ru

Основные марки фехраля и нихрома и их химическая составляющая

Нихром

В базовом химическом составе нихрома может содержаться до 80% никеля, до 23% хрома, до 1,5% марганца и немного примесей. Существует всего две группы нихромовых сплавов: нежелезистый (железо не превышает 1,5% от всего состава) и железистый (железа около 75%).

Нихром марками Х20Н80 и Х15Н60

Самой известной и применяемой маркой нихрома есть Х20Н80, которая относится к нежелезистой группе и изготавливается согласно ГОСТу 10994-74. Нихром маркировкой Х15Н60 является железистым сплавом и производится согласно ГОСТу с 60%-ным составом никеля.

Главным компонентом нихрома является никель, именно этот элемент определяет ключевое технологическое свойство материала. Поэтому беря за основу основной сплав маркой Х20Н80, создали улучшенную модификацию с буквенным обозначением «Н» в конце. Согласно ГОСТу количество хрома в марке Х20Н80-Н не поменялось, а вот никеля стало больше, плюс был добавлен цирконий с сокращением количества остальных составляющих компонентов. Х15Н60-Н создается на основе такого же принципа.

Фехраль

Базисными компонентами фехраля есть железо, хром и алюминий в различных концентрациях с добавлением циркония и марганца. Данный сплав создается с различными маркировками для возможности подбора оптимального состава под решение разнообразных задач и рабочих условий.

Фехраль марок Х23Ю5Т, Х27Ю5Т, Х15Ю5

Марки фехраля изготавливаемые в нашей стране с большим спросом: Х23Ю5Т, Х27Ю5Т, Х15Ю5. Перечисленные сплавы характеризуются стабильными физическими свойствами при воздействии высоких температур с учетом работы в агрессивной среде. Фехраль Х23Ю5Т самый применяемый сплав в составе, которого близко 70% железа. У маркировки Х15Ю5 железа еще больше (близко 78%), что характеризует его как более прочный и менее хрупкий материал. Фехраль Х27Ю5Т имеет очень высокую концентрацию хрома (около 28%) и на сегодняшний день практически не изготавливается, его замещают более современные аналоги.

Сравнительный анализ нихрома и фехраля

Физические особенности

Общей характеристикой фехраля и нихрома есть их высокие показатели удельного сопротивления. Номинальное удельное сопротивление нихрома напрямую зависит от диаметра нагревателя, а у фехраля оно определяется только лишь маркировкой. Температура, при которой плавится нихром, должна составлять более 1400°C, а фехраля — 1500°C. Удельная масса нихрома достигает более 8,40 г/см3, фехраль имеет меньшую массу — 7,21-7,28 г/см 3 .

Прочность фехраля и нихрома без нагрева

Нихром обладает пластичностью в комнатных условиях не меньше 20% относительно удлинению либо поперечному сужению проволоки. Фехраль маркой Х15Ю5 имеет пластичность около 16%, а маркировке Х23Ю5Т характерно 10%, что говорит о более низкой прочности, чем у нихрома. Временное сопротивление разрыву по средним показателям также выше у нихрома.

А вот по твердости выигрывает фехраль, но это способствует его ломкости. Ведь чем больше в составе хрома, тем выше ломкость материала. Поэтому навивать фехралевую проволоку можно лишь после ее нагрева до 300 градусов. А чтобы навить нихром, прогрев не нужен, он отлично собирается в катушку и при комнатной температуре.

Прочность при максимальных температурах на воздухе

Фехраль пригоден для высокотемпературных нагрузок и способен функционировать длительное время. Нихром выделяется абсолютно противоположными свойствами, он легко переносит частые включения и выключения, и незаменим в часто прерываемых рабочих циклах. А вот при сильном нагреве на протяжении длительного времени нихромовый нагреватель быстро выйдет из строя.

Стойкость к окислению нихрома и фехраля

Высокая концентрация никелевого состава не позволяет нихрому интенсивно окисляться. За время нагревания на поверхности нихромового элемента появляется тоненькая защищающая пленка окиси хрома, что понижает стойкость сплава в агрессивных условиях. Нихром быстрее окисляется в электропечах с повышением кислородного давления. Фехраль из-за большего количества железа и наличия алюминия имеет более высокую окисляемость с быстрым образованием плотной защитной пленки оксидного происхождения. Поэтому эксплуатация тонких проволок и лент затруднена, но фехраль имеет устойчивость к глинозёмной керамике в серосодержащих и углеродных печах.

Сферы применения фехраля и нихрома

Нихром зачастую используют для нагревательных приборов входящих в состав электрических печей обжига и сушек промышленных и лабораторных назначений, электрических плит, нагревающих воздух систем и т. д. Нихром выполняет функцию элемента нагрева в производстве реостатов. Фехраль используют для нагревателей с высокой термической выработкой.

Форма изготовления нихрома и фехраля (полуфабрикаты)

Изготавливают фехралевый и нихромовый сплавы по ГОСТу на данную категорию продукции. В основном готовые изделия имеют вид нити намотанной на катушку и проволоки собранную в бухту. Также существуют и полуфабрикаты в виде ленты и прутка.

Цены на фехраль и нихром

Рассмотренные нами проволочные нагревательные элементы имеют значительные различия в цене, нихром в три раза дороже фехраля. Причиной этому является разная рыночная оценка на элементы входящие в состав сплавов. Например, железо, входящее в состав фехраля стоит дешевле никеля для нихрома.

Выбирая необходимый сплав важно брать во внимание не только цены на материалы, но и учитывать максимальные показатели температурной нагрузки, период беспрерывной эксплуатации, и условия окружающей среды. Ведь в итоге неправильно выбранный нагревательный элемент может быстро износиться, и издержки превзойдут стоимость производимой продукции. Поэтому выбирая сплав, ориентируйтесь не на его стоимость, а на свойства сплавов, которые необходимы для решения задач в имеющихся условиях. Также, чтобы не обмануться лучше обращайтесь к поставщику, который существует на рынке не менее пяти лет. Соблюдение таких критериев позволит подобрать максимально качественный и подходящий элемент.

electro-nagrev.ru

Нихромом является сплав, который содержит в себе такие составляющие, как никель (55-78%), хром (15-23%), добавки марганца, алюминия, кремния. Остальная доля приходится на железо (до 20%) и незначительное количество углерода (до 0,05%). Впервые данный материал был получен в начале 20 века (1905 год) Альбертом Маршем, запатентовавшим его уже в следующем году.

Основными свойствами данного сплава - высокая стойкость к коррозии в разных средах, прочность к механическим воздействиям, пластичность, удельное электрическое сопротивление, а также высокая жаропрочность (температура плавления порядка 1400 °C). Нихром является немагнитным материалом. Жаропрочность нихрома обусловлена прочной оксидной пленкой из окиси хрома (Сr2О3), температура плавления которого превышает этот показатель у самого сплава. К тому же она хорошо переносит чередующиеся нагревы и остывания.

Чем большее количество в сплаве хрома, тем больше его содержится в оксидной пленке, вследствие чего последняя становится более тугоплавкой. Но слишком большое его содержание негативно влияет на обрабатываемость материала. Оптимальным является доля не более 20%, так как при вводе в сплав около 30% хрома холодная прокатка и волочение невозможны. Механическую обрабатываемость может улучшить увеличение содержания железа в составе представленного материала, но при этом существенно понижается его жаростойкость.

Благодаря вышеперечисленным свойствам нихрома, его применяют, к примеру, при изготовлении печной арматуры, нагревателей, реостатов, деталей внутривакуумных приборов.

При рабочих температурах не более 1000 °С допускается применение тройного сплава Х15Н60, ввиду его дешевизны вследствие меньшего количества никеля.

рка нихрома Х20Н80 содержит еще больше железа (за границей данная марка именуется железобогатым нихромом). В ней содержится меньше никеля, поэтому она еще дешевле. Данная марка имеет очень хорошие механические свойства. Но, уменьшения жаропрочности жаростойкости, рабочая температура данного материала не должна превышать 900°С. Особо часто нихром выпускается в виде ленты или проволоки, нить. Норма упаковки - бобина или катушка (в зависимости от диаметра или толщины проката).

Нихром по-прежнему остается дорогим и дефицитным материалом, свойства которого не могут быть полностью заменены другими, более дешевыми, сплавами.

Продажа нихрома в Москве — Метаторг.

meta-torg.ru

Нихром 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 проволока, 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.

www.olakis.ru

Сложно представить, что еще немногим больше 100 лет назад мировая промышленность не применяла и вообще не знала такой сплав как нихром.

Обойтись без нихрома в наши дни не представляется реальным. В виде двухкомпонентного сплава нихром вошел в нашу жизнь в 1905 году.

И помог этому прогрессу американский инженер, металлург, ученый Альберт Лерой Марш. Патент был зарегистрирован в феврале 1906 года. Это был первый сплав, состоящий из 80% никеля и 20% хрома в качестве нагревательного элемента.

В Америке, Альберт Марш был признан "Отцом электроотопительной промышленности".

В наши дни насчитывается около десяти формул. И название нихром служит для целой категории сплавов. В последующих формулах, составленных за последний век, (Ni) никеля может быть от 55-78%, а (Cr) хрома от 15-23%, 1,5% марганца. В качестве примесей добавляют (Fe) железо, (Zr) цирконий, (Si) кремний, (Mo) молибден, (Ti) титан, (Al) алюминий, а также микро присадки редкоземельных элементов. В главной формуле Марша вышеперечисленных лигатур не присутствовало.

От соотношений добавленных лигатур в сплав, напрямую зависят его качественные характеристики. Чем больше хрома, тем меньше сплав подвержен окислению. Но становиться хрупким, уменьшается пластичность, текучесть сплава. Волочению, намотке в спираль либо холодной прокатке ее уже не подвергнешь.

Пластичность сплаву и доступность к механической обработке — волочению, намотке, сварке придает не только никель, но и железо. Тем не менее, высокий состав (Fe) существенно занижает температурные характеристики сплава. В результате нихром начинает удерживать температуру лишь до 900 °С и живучесть сплава в часах заметно сокращается.

Сплав с завышенным содержанием железа - единственная магнитная разновидность нихрома это марка Х15Н60. Марка Х20Н80 не обладают магнитными качествами.

Не имея под рукой хим. Лаборатории или анализатора металлов, можно отличить марку, по магнитным свойствам «дедовским способом» с помощью магнита подвешенного на ниточке. Марка Х15Н60 всегда будет слабо притягивать магнит.

Нихром с легкостью выдерживает температуру плавления, до 1400°С. Плотность составляет (8200-8500) кг/м3. Флагманом физических качеств нихромов считается высокое электрическое сопротивление порядка от 1,05—1,4 Ом·мм²/м и зависит от выбранной марки нихрома. А также высокое сопротивление коррозии в разных средах и высочайшая жаростойкость. Нихром крипоустойчив, это значит способность сплава, при определенном нагреве, удлинятся за установленный промежуток времени. Кроме того, сплав пластичный при этом, совершенно держит заданную ему форму, может работать при рабочих температурах от 1100 до 1300 °С.

Досадная особенность нихрома - ограниченная живучесть в часах. Если не вдаваться в таблицы и цифры марка Х20Н80 Вам прослужит дольше, чем Х15Н60 при одинаковых режимах работы. Разница в цене между вышеописанными марками от 10-15%. Что выбрать решать технологам и экономистам вашего предприятия.

Что касается проволоки фехралевой . Заменитель нихрома изобретен на рубеже XX-XXI веков. Аналог этот относителен на «любителя». Цена дешевле в разы, так как не содержит дорогостоящего никеля. Вместо него хром, алюминий и железо. Живучесть крайне мала. Рабочая температура не выше 900-950 °С. Потребность у предприятий невысокая. Частые простои термического участка всегда огорчают.

На рынке все чаще предлагают нихромы нового поколения. Рекламировать их не будем. Как они себя зарекомендуют, покажет время. На сегодняшний день выводы делать крайне рано. Несмотря на идеально написанные характеристики. Технологи с большим опытом и стажем говорить, что нихром Х20Н80 в прошлом не спешат. И мы торгующие нихромом более 20 лет воздержимся от комментариев. Производители стараются делать выбор в пользу пусть и более дорогого, но и более качественного сплава.

Проволока, лента, нить из нихрома - неотъемлемые части практически всех нагревательных приборов.

На бытовом уровне нихром стали применять для утюгов, немногим позднее, в пищевой индустрии. Электрические плиты, обогреватели, котлы, тостеры, автомобильные прикуриватели, подогрев сидений, теплые полы, электронные Атомазеры.

В промышленности востребован нихром для производства нагревательных элементов в высокотемпературных электропечах, различных электрических агрегатах теплового действия для всех отраслей промышленности. В качестве нагревательных и резисторных элементов. Жаропрочного, жаростойкого, кислотостойкого и химически устойчивого сплава в определенных агрессивных средах. В агрегатах, реостатах работающих при высоких температурных режимах, в разработке резисторов прецизионных, для которых разработаны специальные марки нихромовых сплавов. В качестве основного жаропрочного покрытия при газотермическом напылении.

Как всему дорогому и качественному ищут замену. Ученых, Металлургов, Химиков не покидает идея превзойти качества этого дорогого сплава. Но этого на сегодняшний день не произошло.

Купить Нихром от 1 кг предлагаем в компании ПАРТАЛ.

Продаем Нихром только российского производства. Строгое соответствие ГОСТ; ТУ, качеству и марке.

partalstalina.ru

	1. Примерное назначение сплавов нихрома и фехраля.
	2. Химический состав сплавов нихрома и фехраля.
	3. Физические свойства сплавов нихрома и фехраля.
	4. Поправочные коэффициенты для расчета изменения электрического сопротивления в зависимости от температуры.
	5. Отличие электрического сопротивления R 20 от регламентированного стандартом.
	6.1 Площадь сечения, вес, длина и электрическое сопротивление нихрома и фехраля в зависимости от диаметра проволоки Х20Н80, Х20Н80-Н, Х23Ю5Т, GS SY.
	6.2 Площадь сечения, вес, длина и электрическое сопротивление нихрома и фехраля в зависимости от диаметра проволоки Х20Н80, Х15Н60, ХН70Ю.
	7. Площадь сечения, вес, длина и электрическое сопротивление нихрома и фехраля в зависимости от размера ленты и полосы Х20Н80, Х20Н80-Н, Х23Ю5Т, GS SY.
	8. Ориентировочный срок службы нагревательных элементов из нихрома и фехраля Х20Н80-Н, Х15Н60-Н, ХН70Ю-Н, ХН20ЮС, Х23Ю5, Х15Ю5.

Калиброванные прецизионные хромоникелевые сплавы (нихромы) обладают высоким электрическим сопротивлением и высокой рабочей температурой, устойчивы при работе в окислительной среде, а также в зависимости от марки нихрома устойчивы при работе в вакууме, в атмосфере азота, аммиака, водорода.

Диапазон применения холоднотянутой нихромовой проволоки и холоднокатаной нихромовой ленты весьма широк. Основное направление применения нихромовых сплавов — это изготовление нагревательных элементов для электрических печей различного назначения, для промышленных и бытовых электронагревательных приборов, для промышленных и бытовых водо- и воздухонагревательных систем.

Кроме того, прокат нихрома применяют:
— для изготовления ответственных деталей, работающих в вакууме;
— для изготовления резисторов и соединителей в изделиях электронной техники;
— для изготовления электродов, сеток, конвейерных полотен и конструкций для стеклокерамических и других производств;
— во многих других производствах, где требуются тепловыделяющие и жаростойкие элементы.

www.zaogross.ru

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 легирования металлов 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. Удельное сопротивление 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 электрическое сопротивление, 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 — 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

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