Что такое нихром каково его назначение

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.

Читайте также:  Ремонт стартера бензопилы урал

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.

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.

Читайте также:  Расчет массы по плотности

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 – 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.

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.

Содержание

Физические свойства [ править | править код ]

  • Удельное электрическое сопротивление — 1,05—1,4 Ом·мм 2 /м (в зависимости от марки сплава);
  • температурный коэффициент сопротивления — (0,1—0,25)·10 −3 К −1 ;
  • плотность — 8200—8500 кг/м³;
  • температура плавления — 1100—1400 °C;
  • рабочая температура — 800—1100 °C;
  • удельная теплоёмкость — 450 Дж/(кг·К) при 25 °C;
  • предел прочности при растяжении — 0,65—0,70 ГПа;
  • коэффициент теплопроводности — 11,3 Вт/(м·К);
  • коэффициент линейного теплового расширения — 14·10 −6 K −1 .
Читайте также:  Электрохимические методы обработки металлов

Применение [ править | править код ]

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, стило для выжигания;
  • 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.
  • в качестве нити испарителя электронных сигарет

Высокая пластичность нихрома позволяет подвергать его сварке, точению, волочению, штамповке и другим видам механической обработки.

Международные названия нихромов [ править | править код ]

Нихром Х20Н80 — Cr 20 %, Ni 80 %. Удельное сопротивление 1,13 Ом·мм²/м при 20 °C, 1,167 Ом·мм²/м при 1100 °C; максимальная рабочая температура 1200 °C, температура плавления 1400 °C [1] .

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

Нихром Х15Н60 (ферронихром) — Ni 60 %, Cr 15 %, Fe 25 %. Удельное сопротивление 1,12 Ом·мм²/м при 20 °C, 1,248 Ом·мм²/м при 1100 °C; максимальная рабочая температура 1125 °C, температура плавления 1390 °C [1] .

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

Сплав Х20Н80 [ править | править код ]

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.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector