Nichrome: Sorten, Zusammensetzung, Eigenschaften und Merkmale
Nichrom – das Hauptmaterial für die Herstellung von Heizelementen für Elektroöfen. Nichrome wurde speziell für diesen Zweck entwickelt und stellt daher jeden in höchstem Maße zufrieden Anforderungen an solche Materialien.
Nichrom ist die allgemeine Bezeichnung für eine Gruppe von Legierungen, die je nach Legierungsgrad aus 55–78 % Nickel, 15–23 % Chrom, mit Zusätzen von Mangan, Silizium, Eisen, Aluminium besteht. Zur ersten Gruppe gehören Legierungen, die hauptsächlich aus Nickel und Chrom bestehen. Der Eisengehalt in ihnen ist gering (0,5–3,0 %), was ihren Namen erklärt. Zur zweiten Gruppe gehören Legierungen, die neben Nickel und Chrom auch Eisen enthalten.
Nichrom, eine Weiterentwicklung des feuerfesten Chrom-Nickel-Stahls, ist ein sehr hitzebeständiges Material, da es einen extrem starken Schutzfilm aus Chromoxid Сr2О3 mit einem höheren Schmelzpunkt als der Legierung aufweist und periodischem Erhitzen und Abkühlen standhält.Darüber hinaus verfügt es über gute mechanische Eigenschaften sowohl bei normalen als auch bei hohen Temperaturen, Kriechfestigkeit und ausreichende Plastizität, sodass es leicht zu verarbeiten und besonders gut schweißbar ist.
Die elektrischen Eigenschaften von Nichrom sind ebenfalls recht zufriedenstellend, es hat einen hohen Widerstand und einen niedrigen Temperaturkoeffizient des Widerstands, die Phänomene des Alterns und Wachstums fehlen. Binäre Legierungen verfügen über beste elektrische und gleichzeitig gute mechanische Eigenschaften. Gleichzeitig weisen diese Legierungen eine hervorragende Hitzebeständigkeit auf, weshalb sie bis zu 1100 °C arbeiten können.
Je höher der Chromgehalt in der Legierung ist, desto höher ist der Gehalt an Сr2О3 in ihrem Schutzfilm, desto feuerfester ist sie und desto besser ist das Material gegen Oxidation beständig. Mit zunehmendem Chromgehalt verschlechtert sich jedoch gleichzeitig die Bearbeitbarkeit des Materials, und ab einem Chromgehalt von 30 % sind Ziehen und Kaltwalzen nicht mehr möglich. Daher beträgt der Chromgehalt in ihnen in der Regel nicht mehr als 20 %.
Der Zusatz von Eisen zur Legierung verbessert die Bearbeitbarkeit etwas und erhöht ihre Beständigkeit, verschlechtert jedoch den Temperaturkoeffizienten der Beständigkeit und verringert ihre Hitzebeständigkeit erheblich. In Fällen, in denen die Arbeitstemperatur 1000 ° C nicht überschreitet, ist jedoch die Verwendung einer Dreifachlegierung zulässig, da diese billiger ist und weniger Nickelmangel enthält.
Eisenreiches Nichrom (der Begriff wird im Ausland verwendet, wo er weit verbreitet ist, wir haben die Legierung Kh25N20, auf die er sich bezieht) ist noch billiger, erfordert noch weniger Nickel und hat ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, obwohl seine Hitzebeständigkeit noch geringer ist.Es kann in Öfen mit einer Temperatur von nicht mehr als 900 ° C verwendet werden. Alle Nichrome sind nichtmagnetische Legierungen. Nichrome ist in Draht- und Bandform erhältlich.
Nichrome wurde erstmals 1906 von Marsh vorgeschlagen. Derzeit wird es im Ausland von vielen Unternehmen unter verschiedenen Namen hergestellt. Es werden Doppel- und Dreifachlegierungen hergestellt, einigen Marken wird Molybdän zugesetzt. In unserem Land wird eine Doppellegierung mit einem Chromgehalt von 20 – 23 und einem Nickelgehalt von 75 – 78 % hergestellt (Kh20N80), außerdem wird eine ähnliche Legierung mit Titan (Kh20N80T) hergestellt, die jedoch etwas weniger heiß ist resistent und fand nur begrenzte Anwendung. Es werden Dreifachlegierungen mit einem Chromgehalt von 15 bis 18 % und einem Nickelgehalt von 55 bis 61 % (Х15Н60) hergestellt. Der hohe Preis und die Knappheit von Nichrom führten zu einer intensiven Suche nach anderen Legierungen, die billiger und zugänglicher sind und diese in gewisser Weise gleichzeitig ersetzen können Bedingungen.
Die wichtigsten technischen Eigenschaften von Nichrom:
Dreifaches Nichrom Х15Н60 — (ЕХН60): Сr — 13 — 18, Ni — 55 — 61. Dichte bei 0ОС — 8200 kg/m3… Spezifischer elektrischer Widerstand ρ, 10-6 Ohm xm — 1,11 (20 ОВ), 1, 18 ( 400 OB), 1,2 (600 OB), 1,21 (800 OB), 1,23 (1000 OB). Spezifische Wärmekapazität – 0,461 x 103 J / (kg x OS). Wärmeleitfähigkeitskoeffizient – 16 W / (mx OS). Maximale Betriebstemperatur ОVon Nichrom, abhängig vom Durchmesser des Drahtes in mm – 900 (0,2), 950 (0,4), 1000 (1,0), 1075 (3,0), 1125 (6,0 und mehr).
Doppeltes Nichrom Х20Н80 — (ЕХН80): Сr — 20 — 23, Ni — 75 — 78. Dichte bei 0ОС — 8400 kg/m3… Spezifischer elektrischer Widerstand ρ, 10-6 Ohm x m — 1,09 (20 ОВ), 1 ,13 ( 600 OB), 1,11 (800 OB), 1,12 (1000 OB). Spezifische Wärme – 0,44 x 103 J / (kg x OS). Wärmeleitfähigkeitskoeffizient – 14,2 W / (mx OS).Maximale Arbeitstemperatur ОVon Nichrom, abhängig vom Drahtdurchmesser in mm – 950 (0,2), 1000 (0,4), 1100 (1,0), 1150 (3,0), 1200 (6,0 und mehr ▼ ).