Nichromes: sorter, sammensætning, egenskaber og egenskaber
Nichrome - hovedmaterialet til produktion af varmeelementer til elektriske ovne. Nichrome er specielt designet til dette formål og tilfredsstiller derfor alle i størst muligt omfang krav til sådanne materialer.
Nichrome er det generelle navn på en gruppe legeringer, der, afhængig af graden af legeringen, består af 55-78% nikkel, 15-23% krom, med tilsætning af mangan, silicium, jern, aluminium. Den første gruppe omfatter legeringer, der hovedsageligt består af nikkel og krom, jernindholdet i dem er lavt (0,5-3,0%), hvilket forklarer deres navn. Den anden gruppe omfatter legeringer, der udover nikkel og krom også indeholder jern.
Nichrome, som er en videreudvikling af krom-nikkel ildfast stål, er et meget varmebestandigt materiale, fordi det har en ekstremt stærk beskyttende film af kromoxid Сr2О3 med et smeltepunkt, der er højere end legeringens og tåler periodisk opvarmning og afkøling.Derudover har den gode mekaniske egenskaber ved både normale og høje temperaturer, krybemodstand og tilstrækkelig plasticitet, så den er let at bearbejde og især godt svejset.
De elektriske egenskaber af nichrome er også ret tilfredsstillende, det har høj modstand, lav temperaturkoefficient for modstand, fænomenerne aldring og vækst er fraværende. Binære legeringer har de bedste elektriske og samtidig gode mekaniske egenskaber. Samtidig har disse legeringer fremragende varmebestandighed, hvorfor de kan arbejde op til 1100 ° C.
Jo højere indholdet af krom i legeringen, jo højere indholdet i dens beskyttende film Сr2О3, jo mere ildfast er det, og jo bedre er materialet modstandsdygtigt over for oxidation. Men efterhånden som kromindholdet stiger, forringes materialets bearbejdelighed samtidig, og når kromindholdet når 30 %, er trækning og koldvalsning ikke længere mulig. Derfor overstiger chromindholdet i dem som regel ikke 20%.
Tilsætningen af jern til legeringen forbedrer bearbejdeligheden noget og øger dens modstand, men forværrer modstandens temperaturkoefficient og reducerer dens varmemodstand betydeligt. Ikke desto mindre, i tilfælde, hvor arbejdstemperaturen ikke overstiger 1000 ° C, er det tilladt at bruge en tredobbelt legering, da den er billigere og indeholder mindre mangelfuldt nikkel.
Jernrig nichrome (udtrykket vedtaget i udlandet, hvor det er meget udbredt, vi har Kh25N20-legeringen, som det refererer til) er endnu billigere, kræver endnu mindre nikkel og har fremragende mekaniske egenskaber, selvom dens varmebestandighed er endnu lavere.Det kan bruges i ovne med en temperatur på ikke højere end 900 ° C. Alle nichromer er ikke-magnetiske legeringer. Nichrome fås i tråd- og båndform.
Nichrome blev først foreslået i 1906 af Marsh. Det er i øjeblikket produceret i udlandet af mange virksomheder under forskellige navne. Der produceres dobbelte og tredobbelte legeringer, molybdæn tilføjes til nogle mærker. I vores land produceres en dobbeltlegering med et chromindhold på 20 — 23 og et nikkelindhold på 75 — 78% (Kh20N80), derudover produceres en lignende legering med titanium (Kh20N80T), men det er lidt mindre varme resistent og modtog kun begrænset anvendelse. Der produceres tredobbelte legeringer med et indhold af chrom 15 — 18 og nikkel 55 — 61 % (Х15Н60) Den høje pris og mangel på nichrom førte til en intens søgen efter andre legeringer, billigere og mere tilgængelige og i stand til samtidig at erstatte det i visse betingelser.
De vigtigste tekniske egenskaber ved nichrome:
Triple nichrome Х15Н60 — (ЕХН60): Сr — 13 — 18, Ni — 55 — 61. Massefylde ved 0ОС — 8200 kg/m3… Specifik elektrisk modstand ρ, 10-6 ohm xm — 1,11 (20 ОВ), ( ОВ), ( ОВ). 400 OB), 1,2 (600 OB), 1,21 (800 OB), 1,23 (1000 OB). Specifik varmekapacitet — 0,461 x 103 J / (kg x OS). Koefficient for termisk ledningsevne — 16 W / (mx OS). Maksimal driftstemperatur ОFra nichrom, afhængig af trådens diameter i mm — 900 (0,2), 950 (0,4), 1000 (1,0), 1075 (3,0), 1125 (6,0 og mere).
Dobbelt nichrom Х20Н80 — (ЕХН80): Сr — 20 — 23, Ni — 75 — 78. Densitet ved 0ОС — 8400 kg/m3... Specifik elektrisk modstand ρ, 10-6 ohm x m — 1,09 (20 О.В), (1 600 OB), 1,11 (800 OB), 1,12 (1000 OB). Specifik varme — 0,44 x 103 J / (kg x OS). Koefficient for termisk ledningsevne — 14,2 W / (mx OS).Maksimal arbejdstemperatur ОFra nichrom, afhængig af tråddiameteren i mm — 950 (0,2), 1000 (0,4), 1100 (1,0), 1150 (3,0), 1200 (6,0 og mere ▼).