Что такое нихром каково его назначение

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 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 (σв=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.
Читайте также:  Украшения гарри поттер своими руками

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.

История нихрома началась в 1905-ом году. Сплав изобрел Альберт Марш. Ученый из США запатентовал одну формулу. Сейчас же существует около 10-ти вариантов рецептуры, поэтому понятие «нихром» разрослось до обозначения ни одного, а группы сплавов.

Что такое нихром?

Альберт Марш соединил когда-то около 80% никеля и 20% хрома. В формулах, составленных позже, первого элемента может быть от 55%, а второго от 15%. В качестве примесей добавляют алюминий, железо, марганец, кремний, молибден, титан. В первом в истории варианте смеси лигатуры не было.

Физические и химические свойства нихрома

От пропорций металлов в сплаве зависят его свойства. Чем больше хрома, тем меньше смесь подвержена окислению. Почему же максимальный показатель содержания хрома в сплаве равен 20%? Почему нельзя купить нихром, к примеру, с 30% хрома? Дело в том, что перебор этого металла уменьшает пластичность, данные обработки смеси. Холодной прокатке или волочению ее уже не подвергнешь.

Обрабатываемость нихрома улучшает не только никель, но и железо в качестве лигатуры. Однако, такое добавление уменьшает сопротивляемость состава жару. Железообогащенный нихром выдерживает температуры лишь до 900 градусов Цельсия.

Сплав с лигатурой железа – единственная магнитная разновидность нихрома. Все остальные варианты смеси не обладают магнитными свойствами.

Нихром с легкостью выдерживает температуры до 1 400 градусов Цельсия при рецептуре только из никеля и хрома. Понижают показатель, кроме железа, добавки титана, алюминия, марганца. Составу в чистом виде переносить жар помогает образующаяся на его поверхности оксидная пленка. Она утончается при сторонних примесях.

При небольшом нагреве, велико и электро-сопротивление нихрома. Его показатель – 1,05-1,4 мм 2 /м. К тому же, нихром крипоустойчив. Это означает способность материала, при определенном нагреве, удлинятся за определенный промежуток времени. Кроме того, сплав пластичный, его легко деформировать. При этом, нихром отлично держит приданную ему форму.

Один из минусов сырья – ограниченный период службы. Это особенно касается небольших элементов из сплава. Чем шире, к примеру, проволока нихром, тем дольше она служит. Необходимость периодически заменять элементы из сплава в приборах привела к настоящему ажиотажу на нихром в 20-ом веке. Крупные производители стали закупать состав в прок, опустошая рынок. Дефицит вызвало и резкое расширение списка сфер применения смеси никеля с хромом. К тому же, закупки сплава (так оно и по сей день) стараются осуществлять в момент падения ценника на никель. Для этого следят за торгами на бирже. Успеть надо в короткие периоды спада стоимости. Это опять же приводит к ажиотажу.

В промышленности нихром во многом заменил железо, ведь смесь никеля с хромом не искрит, не оставляет привкуса гари, не дает неприятного запаха. Удельное сопротивление нихрома в 70 раз превышает этот показатель у меди, а оцинкованную сталь сплав обходит в 10 раз.

Применение нихрома

Проволока нихром, пластины, болты, спирали – неотъемлемые части почти всех нагревательных приборов. Сплав не плавится и не окисляется при высоких температурах. Этим не может похвастаться большинство других смесей металлов. Единственный заменитель нихрома придуман на рубеже 20-го и 21-го веков. Имя аналога – фехраль. Однако, аналог этот относителен. Рабочих циклом он выдерживает меньше, температуры переносить не такие большие. Зато, сплав дешевле, ведь не содержит дорогостоящего никеля. Вместо него хром дополняют алюминий и железо. На стоимость влияет и производственный цикл. Фехраль делать гораздо проще нихрома.

Читайте также:  Как соединить кран с полипропиленовой трубой

Тем не менее, солидные производители стараются делать выбор в пользу пусть и более дорогого, но и более качественного сплава. Нихром есть в тостерах, духовках, хлебопекарнях, печах для обжига и сушки, обогревателях. Сплав также находит применение в реостатах и резисторах. Нихром есть в паяльниках и электрических лампах.

Жаропрочный сплав также наносят при газотермическом напылении. В нем нихром выступает подслоем термоустойчивого покрытия. Применение находит и лом нихрома. Его переплавляют, и материал вновь идет в дело. Некоторые сдают детали из сплава в пункты приема металлов. За один килограмм нихрома дают примерно 200 рублей. Для сравнения, за килограмм алюминия, к примеру, скупщики готовы выложить всего около 40-ка рублей.

Выбор в пользу нихрома часто делают в случаях, когда выбирают сплав для применения в агрессивных средах. Так, сплав никеля с хромом используют в химических лаборатория. Состав не вступает в реакции с большинством кислот и щелочей.

Стоимость нихрома

Двухкомпонентный сплав оценивают почти в 1 000 рублей. Столько просят за килограмм при покупке в розницу. Таким образом, на нихром цена в 4 раза больше, чем на фехраль. Однако, большинство марок нихрома с лигатурой стоят в районе 500-600-от рублей. Но, и фехраль встречается по 150-100 рублей за килограмм. Ценник обусловлен процентным соотношением в сплаве хрома и алюминия, а также наличием и качеством лигатуры. Интересно, что нихромом называется еще и один из интернет браузеров. Его разработали специалисты компании «Рамблер» на базе так называемого «хромиума». Имя этого движка, более известного как Google Chrome, и легло в основу названия продукта.

Как и всем интернет-продуктам, нихрому ищут замену. Но, пока, кроме фехраля вариантов нет. Тем не менее, ученые и металлурги продолжают эксперименты, смешивая известные металлы во всевозможных пропорциях. Это погоня за знанием, качеством и, конечно, финансовой выгодой.

Нихром представляет собой сплав из 80% никеля и 20% хрома с температурой плавления близкой к 1400 C. Он имеет серый цвет и является устойчивым к коррозии. Из-за его высокой стойкости и трудного окисления при высоких температурах, он широко применяется в производстве. Проволока нихром — это резистивный материал, которая используется для улучшения высокотемпературных характеристик многих материалов при очень высоких температурах, где другие токопроводящие металлические элементы работать не могут.

Что такое нихром

Нихромовый сплав обладает хорошей способностью сопротивляться потоку электронов. Эти уникальные свойства делают его пригодными для применений в нагревательных элементах фёнов и тепловых пушек. Он обладает высокой стойкостью к окислению, что также делает его подходящим материалом для нагревательной техники. Нихромовая проволока наматывается в катушки с определенным электрическим сопротивлением нихрома, через который пропускается ток для производства тепла.

Никелево-хромовый сплав в соотношении 90/10 используют в термопарах в сочетании со сплавом Ni / Al 95/5. Эта комбинация называется хромель-алюмель, представляет нагревательные элементы с максимальной рабочей температурой 1100 C и подвержен дрейфу в области 1000 C из-за окисления. Этот эффект устраняют добавлением кремния. Коммерческие сорта включают Nicrosil (содержащий 14% Cr и 1,5% Si) и Nisil (содержащий 4,5% Si и 0,1% Mg).

Как выглядит нихром

Никелево-хромовый металл в соотношении 80/20 относится к высокотемпературному коррозионностойкому сплаву, применяемого для деформируемых и литых деталей, поскольку он имеет лучшую стойкость к окислению и горячей коррозии в сравнении с дешевыми железо-никель-хромовыми сплавами.

Свойства и характеристики сплава

Металл никель-хром показывает, что хром хорошо растворим в никеле с максимальным показателем – 47% при температуре кристаллизации эвтектики 1145C и падает до 30% при комнатных условиях.

Читайте также:  Тюльпаны сальмон ван эйк фото

Введение небольших количеств ( Плюсы и минусы

Сплавы нихрома характеризуются высоким сопротивлением по отношению к электротоку, данное свойство дает возможность производителям выпускать электронагревающие приборы меньшими габаритами и весом.
Другие преимущества нихрома:

  • Устойчивость к коррозии и агрессивным средам;
  • отсутствует температурная деформация;
  • высокая пластичность сплава, в связи, с чем он хорошо поддается сварке и в штампованном производстве;
  • отсутствие магнитных свойств;
  • высокая жаростойкость;
  • малый вес;
  • низкоеудельноесопротивление и теплопроводность, что требует на одну и туже мощность меньшее количество проволоки нихром;
  • не образовывают окислы в процессе эксплуатации;
  • имеют повышенное количество циклов включения/выключения до разрушения, чем в других нагревательных элементах;
  • высокие прочностные характеристики.

Нихром имеет высокую жаростойкость

Из минусов можно выделить высокую стоимость проволоки нихром из-за входящего в состав никеля и затратного способа изготовления, в связи с чем на рынке очень ценится его лом.

Марки нихрома

Марки сплава установлены государственными нормами ГОСТ 10994-74, ГОСТ 12766.1-90 и ГОСТ 8803-89. Самыми популярными марками сплава являются: Х20Н80 и Х15Н60.

Расшифровка маркировки нихромового сплава на примере Х20Н80:

  • Х – содержание Cr;
  • 20 – величина в %;
  • Н – содержание Ni;
  • 80- в %.

В обозначении могут быть дополнительные буквы, например, для сплава Х15Н60-ВИ, буквы «ВИ» говорят, о том, что сплав был изготовлен с помощью вакуумно-индукционной плавки. Для сплава Х15Н60-Н, буква «Н» сообщает о том, что в нем присутствует цирконий, для увеличения надежности и стойкости нагревателя, при максимальных рабочих температурах.

Другие обозначения продукции из сплавов:

  • Н — используют для греющих элементов, с толщиной большее 0.2 мм;
  • С — проволоку допускается применять, как элемент сопротивления в конструкциях механизмов;
  • ТЭН — нить используют для электронагревателей сухого типа.

Сфера применения

В зависимости от применения мировой рынок сплавов нихрома можно разделить на архитектурные, автомобильные, электронные, аэрокосмические и другие. Нихромовые сплавы используются для изготовления монеля из железа и стали, для производства нержавеющей стали. Сплавы нихрома используются в архитектурных целях, таких как свинец для водопроводных труб, кровли и окон.

Нихром используется в передачах, карданных валах, специальных транспортных средствах для работы в зоне с низкими температурами или интенсивного износа. Он также используется в специальных инженерных целях. Сплавы нихкрома в основном используются для нагрева электрическим сопротивлением. Они обладают высокой электрической стойкостью, хорошей прочностью и пластичностью при рабочих температурах.

Это вещество используется в керамических работах. Он служит для обеспечения внутренней структуры поддержки и помогает удерживать формы глиняных скульптур мягкими. Из-за его устойчивости к высоким температурам он используется, когда куски глины обжигают в печах.
Нихромные проволоки используются для проверки цвета пламени в неосвещенных частях катионного огня от катионов натрия, меди, калия и кальция.

Нихром также используется в микробиологических лабораториях и для создания термопар.

Стоимость нихрома

Исходя из географии, мировой рынок сплавов нихрома можно классифицировать по Азиатско-Тихоокеанскому региону, Европе, Северной Америке, Латинской Америке, а также на Ближнем Востоке и в Африке. Северная Америка и Европа являются основными рынками для сплавов нихрома, что обусловлено ростом аэрокосмической и электронной промышленности. Производственные компании Nichrome в Азиатско-Тихоокеанском регионе и Латинской Америке вкладывают значительные средства в исследования и разработки нихрома в Азии.

Стоимость продукции нихрома в виде :

  • Проволока 0.8 мм Х20Н80 – 1 990 руб./кг;
  • Проволока 2.0 мм Х20Н80 -2 050 руб./кг;
  • Лента #1,0х15 мм Х20Н80 – 1 990 руб./кг;
  • Проволока нихром 1.5 мм Х15Н60 – 1 590 руб./кг.

Нихром Bibus Metals

Основными игроками, работающими на мировом рынке сплавов нихрома, являются American Elements, Bibus Metals, VDM Metals, Crown Alloys, Wickeder Westfalenstahl GmbH, Tri Star Metals и другие. Эти компании составляют значительную долю рынка сплавов и лома нихрома, таким образом, на рынке наблюдается острая конкуренция.

Российские производители нихрома: Волгоградский сталепроволочноканатный завод, ГРЭЙС-1000 (Москва), Западно-Уральское промышленное снабжение (Пермь), Индекс-ВК (Екатеринбург), Каменск-Уральский завод, Металлокомерция (Москва), Проммет(Москва), Промснабметалл АГ (Москва), Уральский Завод Прецизионных Сплавов.

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector