Nichromy: odmiany, skład, właściwości i charakterystyka
Nichrom — główny materiał do produkcji elementów grzejnych do piekarników elektrycznych. Nichrome jest specjalnie zaprojektowany do tego celu i dlatego w maksymalnym stopniu zadowoli każdego wymagania dotyczące takich materiałów.
Nichrom to ogólna nazwa grupy stopów składających się w zależności od stopnia stopu z 55-78% niklu, 15-23% chromu z dodatkami manganu, krzemu, żelaza, aluminium. Pierwsza grupa obejmuje stopy składające się głównie z niklu i chromu, zawartość żelaza w nich jest niska (0,5-3,0%), co wyjaśnia ich nazwę. Do drugiej grupy należą stopy zawierające oprócz niklu i chromu także żelazo.
Nichrom, będący dalszym rozwinięciem ogniotrwałej stali chromowo-niklowej, jest materiałem bardzo żaroodpornym, ponieważ ma niezwykle mocną warstwę ochronną z tlenku chromu Сr2О3 o temperaturze topnienia wyższej niż stop i wytrzymuje okresowe nagrzewanie i chłodzenie.Ponadto ma dobre właściwości mechaniczne zarówno w normalnych, jak i wysokich temperaturach, odporność na pełzanie i wystarczającą plastyczność, dzięki czemu jest łatwy w obróbce i szczególnie dobrze spawany.
Właściwości elektryczne nichromu są również całkiem zadowalające, ma wysoką rezystancję, niską współczynnik temperaturowy oporu, zjawiska starzenia i wzrostu są nieobecne. Stopy binarne charakteryzują się najlepszymi właściwościami elektrycznymi i jednocześnie dobrymi właściwościami mechanicznymi. Jednocześnie stopy te posiadają doskonałą odporność na ciepło, dlatego mogą pracować do 1100°C.
Im wyższa zawartość chromu w stopie, tym wyższa zawartość w jego warstwie ochronnej Сr2О3, tym bardziej jest on ogniotrwały i tym lepiej materiał jest odporny na utlenianie. Ale wraz ze wzrostem zawartości chromu jednocześnie pogarsza się skrawalność materiału, a gdy zawartość chromu osiąga 30%, ciągnienie i walcowanie na zimno nie są już możliwe. Dlatego z reguły zawartość chromu w nich nie przekracza 20%.
Dodatek żelaza do stopu nieco poprawia skrawalność i zwiększa jego odporność, ale pogarsza współczynnik temperaturowy oporu i znacznie zmniejsza jego odporność na ciepło. Niemniej jednak w przypadkach, gdy temperatura robocza nie przekracza 1000 ° C, dopuszczalne jest stosowanie potrójnego stopu, ponieważ jest tańszy i zawiera mniej niedoboru niklu.
Nichrom bogaty w żelazo (termin przyjęty za granicą, gdzie jest szeroko stosowany, mamy stop Kh25N20, do którego się odnosi) jest jeszcze tańszy, wymaga jeszcze mniej niklu i ma doskonałe właściwości mechaniczne, chociaż jego odporność na ciepło jest jeszcze niższa.Można go stosować w piekarnikach o temperaturze nie wyższej niż 900°C. Wszystkie nichromy są stopami niemagnetycznymi. Nichrom jest dostępny w postaci drutu i taśmy.
Nichrom został po raz pierwszy zaproponowany w 1906 roku przez Marsha. Obecnie jest produkowany za granicą przez wiele firm pod różnymi nazwami. Produkowane są stopy podwójne i potrójne, do niektórych marek dodaje się molibden. W naszym kraju wytwarzany jest podwójny stop o zawartości chromu 20 — 23 i zawartości niklu 75 — 78% (Kh20N80), ponadto wytwarzany jest podobny stop z tytanem (Kh20N80T), ale ma nieco mniej ciepła odporny i otrzymał jedynie ograniczone zastosowanie. Stopy potrójne są produkowane z zawartością chromu 15 — 18 i niklu 55 — 61% (Х15Н60).Wysoka cena i niedobór nichromu doprowadziły do intensywnych poszukiwań innych stopów, tańszych i bardziej dostępnych, które mogą go jednocześnie zastąpić w pewnych warunki.
Główne cechy techniczne nichromu:
Potrójny nichrom Х15Н60 — (ЕХН60): Сr — 13 — 18, Ni — 55 — 61. Gęstość w 0ОС — 8200 kg / m3… Specyficzny opór elektryczny ρ, 10-6 omów xm — 1,11 (20 ОВ), 1, 18 ( 400 OB), 1,2 (600 OB), 1,21 (800 OB), 1,23 (1000 OB). Ciepło właściwe — 0,461 x 103 J / (kg x OS). Współczynnik przewodności cieplnej — 16 W / (mx OS). Maksymalna temperatura robocza ОOd nichromu, w zależności od średnicy drutu w mm — 900 (0,2), 950 (0,4), 1000 (1,0), 1075 (3,0), 1125 (6,0 i więcej ).
Podwójny nichrom Х20Н80 — (ЕХН80): Сr — 20 — 23, Ni — 75 — 78. Gęstość w 0ОС — 8400 kg / m3… Specyficzny opór elektryczny ρ, 10-6 omów x m — 1,09 (20 ОВ), 1 ,13 ( 600 OB), 1,11 (800 OB), 1,12 (1000 OB). Ciepło właściwe — 0,44 x 103 J / (kg x OS). Współczynnik przewodności cieplnej — 14,2 W/(mx OS).Maksymalna temperatura pracy О Od nichromu, w zależności od średnicy drutu w mm — 950 (0,2), 1000 (0,4), 1100 (1,0), 1150 (3,0), 1200 (6,0 i więcej ▼ ).