Тонкие плёнки
Сопротивление тонких плоских плёнок (когда её толщина много меньше расстояния между контактами) принято называть «удельным сопротивлением на квадрат», RSq.{\displaystyle R_{\mathrm {Sq} }.} Этот параметр удобен тем, что сопротивление квадратного куска проводящей плёнки не зависит от размеров этого квадрата, при приложении напряжения по противоположным сторонам квадрата. При этом сопротивление куска плёнки, если он имеет форму прямоугольника, не зависит от его линейных размеров, а только от отношения длины (измеренной вдоль линий тока) к его ширине L/W
: RSq=RWL,{\displaystyle R_{\mathrm {Sq} }=RW/L,} где
R
— измеренное сопротивление. В общем случае, если форма образца отличается от прямоугольной, и поле в плёнке неоднородное, используют метод ван дер Пау.
МЕЖДУНАРОДНЫЕ МАРКИ
Температура плавления алюминия
Х23Ю5Т — 875 (W-KA1) содержит 22% Cr, 72,2% Fe, 5.8% AL, t° плавл. 1500 °C. Международное название: еврофехраль, Kanthal D, Alloy 815, Alchrome DK, Resistohm 135, мегапир, Aluchrom 5, GS SY. Аналогичные марки: OCr25Al5, 1Cr13AL4, OCr15Al5.
Kanthal D (Х21Ю) содержит 22% Cr, 73,2% Fe, 4,8% Al, t° плавления 1500 °C. Международное название: еврофехраль, Kanthal D, Alloy 815, Alchrome DK, Resistohm 135, мегапир, Aluchrom 5, GS SY. Аналогичные марки: OCr27Al7Mo2, OCr15Al5, OCr21Al6Nb, FeCrAl+Y.
Поставщик
Поставщик «Ауремо» предлагает купить фехраль оптом или в рассрочку. Большой выбор полуфабрикатов на складе. Оптимальная цена фехрали от поставщика. Купить фехраль сегодня. Для оптовых заказчиков — цена фехрали льготная.
Основные качества
Температура плавления силумина
Этот сплав сочетает высокую t° плавления 1500 °C и значительное электрическое сопротивление: до 1,3 Омxмм2/м,. Относительно низкая плотность (7,2 г/см³) делает сплав легче нихрома на 17%. Благодаря использованию недорогого алюминия взамен дефицитного никеля, уменьшается себестоимость производства в 6 раз по сравнению с нихромом. Фехраль отличается высокой коррозийной стойкостью в вакууме, на воздухе, в углеродсодержащей и окислительной, серной среде. Ахиллесова пята фехрали — хрупкость, отчего изготовление из неё тонких лент и проволоки затруднено. Этот недостаток устраняется присадками никеля, но тогда возрастает цена продукции.
Сплав | Si | C | Cr | Mn | Fe | Al | Ti | Ni |
Х23Ю5Т | ≤0.50 | ≤0.05 | 22.0−24.0 | ≤0.30 | остаток | 5.00−5.80 | 0.2−0.5 | ≤0.60 |
Х23Ю5 | ≤0.60 | ≤0.05 | 21.5−23.5 | ≤0.30 | остаток | 4.60−5.30 | 0.15−0.40 | ≤0.60 |
Х13Ю4 | ≤0.70 | ≤0.08 | 13.5−15.5 | ≤0.70 | остаток | 4.00−5.50 | 0.2−0.6 | ≤0.60 |
Х15Ю5 | ≤0.70 | ≤0.08 | 14.5−15.5 | ≤0.70 | остаток | 4.50−5.50 | 0.2−0.6 | ≤0.60 |
Нихром: описание и характеристики
Нихром (Nichrom)
– общее название группы сплавов, которые в своем химическом составе имеют высокий процент содержания никеля (Ni) и хрома (Cr), отсюда и название. В зависимости от необходимости улучшить те или иные механические свойства помимо никеля и хрома могут быть добавлены другие элементы, например, железо, алюминий, кремний или марганец.
Различают два основных типа нихромов:
- Нихром-80 (Nichrome 80) или нежелезистый – прецизионный сплав, в химическом составе которого 80% никеля и 20% хрома (Ni-Cr);
- Нихром-60 (Nichrome 60) или железистый – прецизионный сплав, в химическом составе которого 60% никеля, 16% хрома и 24% железа (Ni-Cr-Fe).
Отличаются эти два типа нихрома процентным соотношением никеля/хрома и присутствием в химическом составе последнего железа, что влияет на показатели удельного сопротивления. Среди самых востребованных марок Нихрома — Ni80Cr20, Ni70Cr30, Ni60Cr15, Ni40Cr20, Ni30Cr20 и Ni20Cr25.
Основные свойства нихрома:
- максимальная рабочая температура – 11000С; температура плавления нихрома – 11000С-14000С;
- устойчивость к агрессивным средам;
- отличные показатели пластичности и крипоустойчивости;
- высокая жаропрочность в окислительной атмосфере (до 12500С);
- низкий температурный коэффициент расширения;
- отличная свариваемость;
- высокое удельное сопротивление;
- коррозионостойкость и долговечность.
Стоит отметить, что нихромовые изделия отлично проводят тепловую энергию, поэтому из марок нихромов изготавливают проволоку, прутки, ленты, полосы, нагревательные спирали.
Этот металлопрокат применяют в:
- производстве нагревательных элементов в электропечах, печах для обжига, аппаратов для выжигания;
- промышленных вентиляционных сушках;
- котлах и теплообменниках;
- изготовлении электрических проводов;
- производстве деталей, которые эксплуатируются при высоких температурах, например, реостаты;
- изготовлении электронных сигарет.
Константан
Сплав 60 % меди и 40 % никеля. Константан имеет удельное сопротивление 0,5 Ом × мм² / м, плотность 8,9 кг/дм³, прочность на разрыв 40 – 50 кг/мм².
Константан применяется для изготовления реостатов и электронагревательных сопротивлений, если их рабочая температура не превышает 400 – 450 °С.
Константан в сочетании с медью имеет высокую термо-ЭДС и поэтому не может быть применен для изготовления эталонных сопротивлений к точным приборам, так как эта дополнительная ЭДС будет искажать показания приборов. Это свойство константана используется при изготовлении термопар для измерения температур порядка несколько сотен градусов.
Сплав для реостатов или для сопротивлений должен быть дешевым, иметь большое удельное сопротивление и малый температурный коэффициент сопротивления. Для этих целей применяют сплавы на медной основе, например константан, никелин и другие.
Для удешевления материала никель в реостатных сплавах заменен цинком и железом. Сплавы, применяемые для электронагревательных приборов и печей, должны хорошо обрабатываться, быть механически прочными, дешевыми, иметь высокое удельное сопротивление и длительное время работать при высокой температуре без окисления.
При нагреве металла на его поверхности образуется оксидная пленка, которая должна предотвратить дальнейшее разрушение металла. Металлы – медь, железо и кобальт – имеют пористую оксидную пленку, поэтому при нагревании они быстро разрушаются. Такие металлы, как никель, хром и алюминий, покрываются при нагреве плотной оксидной пленкой, поэтому жароупорные сплавы делают на основе этих металлов.
О нагревателях и материалах для их производства
Нагреватель – это главный элемент печи, так как на него возложенная основная функция – нагрев. От его исправности и способности выдерживать большую температуру зависит работоспособность всей установки. К нагревателям выдвигается ряд требований. О них подробнее.
Нагревателям должны быть свойственны такие характеристики, как:
- высокая жаростойкость – возможность оказывать сопротивление газовой коррозии в процессе нагрева до высоких температур;
- достаточная жаропрочность – способность материала сохранять свою механическую прочность при нагреве.
Основные свойства материалов нагревателей
Материалы, используемые для производства нагревателей электропечей, должны иметь высокое удельное электрическое сопротивление. Именно от этой величины зависит способность элемента нагреваться. Если для изготовления нагревателя выбрать материал, омическое сопротивление которого меньше, то для достижения аналогичного результата длину его придется увеличить, а поперечное сечение уменьшить. Но, чаще всего, габаритные печи не позволяют установить элемент различных размеров. Также, стоит отметить, что от величины диаметра зависит срок службы нагревателя. Поэтому, в большинстве случаев, элементы нагрева изготавливаются из материалов с высоким электрическим сопротивлением, таких как:
- нихром марок Х20Н80, Х15Н60;
- фехраль марки Х23Ю5Т.
Эти хромоникелевые и железохромоалюминиевый сплавы относятся к прецизионным, которые отличаются высоким омическим сопротивление и другими характеристиками, необходимыми для получения качественных нагревателей.
При выборе материала для изготовления нагревателя учитывается и его температурный коэффициент электрического сопротивления. Лучше всего, если эта малая величина. Так как он является показателем того, насколько будет изменяться электрическое сопротивление материала в процессе нагрева. Если данный коэффициент велик, то включение печи и вывод её из холодного состояния проводится при пониженном напряжении, для чего необходимо использовать специальный понижающий трансформатор.
Очень важно, чтобы физические свойства материала нагревателя были постоянными. Например, если для его производства выбрать карборунд, то он через определенный период времени может изменить электрическое сопротивление, что приведет к усложнению процесса его эксплуатации
Для того чтобы стабилизировать данный параметр, возникнет необходимость в использовании многоступенчатого трансформатора с расширенным диапазоном напряжений.
Металлическим материалам, из которых производятся нагреватели, должны быть свойственны такие технологические параметры как пластичность и свариваемость, так как благодаря ним облегчается процесс изготовления нагревательных элементов сложных конфигураций. Для таких целей могут применяться и неметаллы. Неметаллический нагреватель прессуется или формируется.
Материалы для нагревателей
Наиболее часто для изготовления нагревателей используются прецизионные сплавы, обладающие высоким электрическим сопротивлением. К ним относятся хромоникелевые (нихром марок Х20Н80, Х20Н80-Н, Х15Н60, Х15Н60-Н) и железохромоалюминиевые (фераль марок Х23Ю5Т, Х27Ю5Т, Х23Ю5, Х15Ю5, Х15Н60Ю3, Х27Н70ЮЗ) сплавы.
Вышеперечисленным сплавам свойственны высокая жаропрочность и жаростойкость. Они способны нагреваться и работать при высоких температурах. Свойство жаропрочности обеспечиваются оксидной хромовой пленкой, которая образуется на поверхности материала. Её температура плавления выше, чем у сплава. Оксидная хромовая пленка предотвращает растрескивание элемента в процессе его нагрева и охлаждения.
Сравним основные сплавы для изготовления нагревателей – нихром и фераль, рассмотрев их достоинства и недостатки.
Удельное сопротивление — алюминий
Удельные электрические сопротивления материала проводников обмоток. |
Удельное сопротивление алюминия после запивки в пазы ротора несколько повышается в связи с образованием некоторого количества раковин ( воздушных включений) и с изменением структуры при охлаждении в узких пазах или участках паза. Поэтому в расчетах принимают удельные сопротивления литой алюминиевой обмотки роторов асинхронных двигателей равными 10 ( / 21 5 Ом м при температуре 75 С и 10 — 6 / 20 5 Ом м при температуре 115 С.
К расчету коэффициента магнитной проводимости пазового рассеяния. |
Удельное сопротивление алюминия после заливки в пазы машины несколько повышается в связи с образованием некоторого количества раковин ( воздушных включений) и изменением структуры при охлаждении в узких пазах.
Удельные электрические сопротивления материала проводников обмоток. |
Удельное сопротивление алюминия после заливки в пазы ротора несколько повышается в связи с образованием некоторого количества раковин ( воздушных включений) и с изменением структуры при охлаждении в узких пазах или участках паза. Поэтому в расчетах принимают удельные сопротивления литой алюминиевой обмотки роторов асинхронных двигателей равными 10 — / 21 5 Ом — м при температуре 75 С и КН / 20 5 Ом — м при температуре 115 С.
Удельное сопротивление алюминия выше удельного сопротивления меди, но, так как плотность алюминия равна 2 70, а плотность меди 8 94, проволока из алюминия, длина и масса которой одинаковы с длиной и массой медной проволоки, будет обладать проводимостью, в 2 04 раза большей, чем проволока из меди. Именно этот факт является причиной того, что алюминий применяется в качестве проводов в линиях электропередачи вместо меди.
В проведен численный анализ температурной зависимости идеального удельного сопротивления алюминия, меди, серебра и никеля в интервале 4 2 — 78 К.
В отличие от меди отжиг практически не изменяет удельного сопротивления алюминия. Температурный коэффициент сопротивления алюминия а примерно такой же, как у меди.
Оксидированный алюминиевый провод имеет теплостойкость до 400 С, но удельное сопротивление алюминия в 1, 65 раза больше, чем меди. Кроме того, оксидная изоляция имеет небольшую электрическую прочность ( 150 — 200 в) из-за очень малой толщины оксидного слоя, и повышенную гигроскопичность. Поэтому оксидную изоляцию необходимо пропитывать суспензиями на основе фторопласта-4. Пропитанная оксидная изоляция имеет нагревостойкость 250 — 300 С. Для образования оксидной изоляции медные провода должны быть покрыты тонким слоем алюминия.
Оксидированный алюминиевый провод имеет теплостойкость до 400 С, но удельное сопротивление алюминия в 1 65 раза больше, чем меди. Кроме того, оксидная изоляция обладает небольшой электрической прочностью ( 150 — 200 в), из-за очень малой толщины оксидного слоя, и повышенной гигроскопичностью. Поэтому оксидную изоляцию необходимо пропитывать суспензиями на основе фторопласта-4.
У короткозамкнутых двигателей роторная обмотка не изолируется от сердечника, так как благодаря значительной разнице между удельными сопротивлениями алюминия и стали индуктированные токи, возникающие в обмотке, в основном замыкаются по ее стержням и кольцам.
Уэк — экономическая плотность тока, А / мм2; sincp — коэффициент мощнос / и нагрузки до компенсации; р — удельное сопротивление алюминия, Ом — м2 / км; / — протяженность линии, км; k APM HOM / SHOM — относительные потери в меди трансформатора при его номинальной нагрузке; ( Зт — коэффициент загрузки трансформатора.
Нанесение оксидной изоляции на алюминиевые проволоки. |
Из оксидированного алюминия изготовляются катушки, обладающие способностью работать при высокой рабочей температуре; возможность нагрузки провода током большой плотности вместе с малой толщиной оксидной изоляции позволяет значительно компенсировать увеличение удельного сопротивления алюминия по сравнению с медью ( см. стр. В ряде случаев большие преимущества ( возможность автоматизации производства, улучшение условий охлаждения) дает изготовление обмоток не из круглых проводов, а из широкой алюминиевой ленты, анодируемой и затем наматываемой на сердечник.
Основные преимущества и недостатки нихрома
Расскажем про плюсы поделок, которые были произведены на основании нихрома. Они схожи с фехралем, но есть некоторые отличия.
- Способен эффективно использоваться в высоконагревательных средах.
- Благодаря составу компонентов, продукция спокойно выдерживает несколько циклов процедуры нагревания.
- Повышенная эластичность позволяет использовать материал без дополнительного нагревания.
- Максимальное значение сопротивления к электричеству – 1,1 Ом×мм²/м.
- Структура элемента содержит компоненты, которые мало подвержены окислительным процессам.
- Рабочая температура равняется 1100 °C. Если же основной компонент железо, то значение снижается до 800 °C.
- Поскольку в составе содержится минимальное количество железа или оно полностью отсутствует, то функция магнитности почти нулевая.
- Большой запас прочности позволяет нихрому выдерживать влияние кислотно-агрессивной среды.
Главный недостаток основы в том, что она дорогая в производстве. Существуют более бюджетные варианты, например, фехраль.
Также изделие обладает высокой плотностью (8500 кг/м3), что сказывается на его тепловыводимости. По сравнению с фехралевым комплектом, оно гораздо ниже.
Проведем сравнительный анализ двух основ
Свойства фехралевой проволоки марок Х15Ю5 и Х23Ю5Т
Фехраль – это идеальный сплав, отличающийся высокой жаростойкостью (выдерживает температуру до 1450 °С) и значительным омическим сопротивлением, значение которого составляет 1,2-1,3 Ом×мм2/м и остается неизменным при нагреве. Благодаря таким свойствам сплав стал незаменимым при изготовлении нагревательных элементов. Кроме этого, фехралевой проволоке присущи и другие достоинства, такие как:
- высокие антикоррозийные свойства в различных средах;
- небольшой удельный вес – 7,2г/см3;
- большой придел текучести;
- высокая устойчивость к механическим нагрузкам;
- относительно низкая стоимость.
Имеет фехралевая проволока и недостатки. К ним можно отнести хрупкость, что сказывается на особенностях производства ленты и проволоки небольшого диаметра из данного сплава и усложняет сам процесс изготовления. Устраняется данный недостаток с помощью никелевых или аналогичных по свойствам добавок. Введение присадок в состав сплава сказывается на его конечной стоимости – она увеличивается.
Особенности маркировки фехралевой проволоки
Маркируется фехралевая проволока в зависимости от своего основного назначения с помощью следующих букв:
- Н – нагревательные элементы;
- С – элементы сопротивления;
- ТЭН – элементы трубчатых электрических нагревателей.
Что касается диаметра фехралевой проволоки, то он представлен рядом стандартных значений, находящихся в приделах от 0,1 до 10 мм.
Особенности производства фехралевой проволоки
Так как сплав является хрупким, то производить проволоку методом холодной обработки невозможно. Вытяжка нити осуществляется в соответствии со специальными энергоемкими технологиями, которые отражаются на коечной цене металлопроката. В большинстве случаев, производят фехралевую проволоку способом волочения или прессования. Отгружается такой материал бухтами или катушками. Потребность промышленности в фехралевой проволоки значительная. Материал обладает выигрышными потребительскими свойствами, отличными техническими характеристиками и при этом стоимость его остается относительно низкой. Фехраль постепенно вытесняет нихром. Свойства сплавов, практически, аналогичны, а вот снижение стоимости первого обусловлено введением в его состав алюминия, вместо дорогостоящего никеля. Что касается цены фехралевой проволоки – она напрямую зависит от диаметра металлопроката.
Приобретайте по выгодной цене
предлагает Вам приобрести металлопрокат жаростойких сплавов на выгодных условиях. Значительный ассортимент продукции находится непосредственно на складе, что дает возможность ускорить доставку приобретенного материала. На реализуемую продукцию имеются соответствующие сертификаты. гарантирует высокое качество поставляемой продукции. На предлагаемых условиях выгодно работать, как оптовым, так и розничным покупателям.
===============================================
Фехралевая проволока марок Х15Ю5 и Х23Ю5Т
Сварка
Для соединения спиралей из фехрали лучше всего использовать аргонодуговую сварку вольфрамовым электродом с постоянным током. Как правило, в качестве присадки также используют фехраль или пищевую нержавейку. Этот метод гарантирует высокое качество сварного шва при использовании постоянного тока прямой полярности. Вольфрамовые неплавящиеся электроды изготавливаются согласно ГОСТ 23 949−80. Плавящиеся карбид-вольфрамовые электроды нормируются нормами ГОСТ 21 448−75. Электроды такого типа бывают как круглого сечения (параметрами от 0,5 до 3×40 мм), так и плоского (4x2x40, 1,5x2x40, 1,5x3x40). Характеристики карбид-вольфрамовых электродов и технология изготовления такого состава обеспечивают прекрасную эксплуатационную стойкость и термическую высокую стабильность сварочной дуги.
Виды фехралей
Продукция относится к группе сплавов, обладающих повышенным сопротивлением к электричеству.
Фехраль Х23Ю5Т используется в электрическом нагревательном оборудовании, промышленных печах, а также в электронных сигаретах как одна из разновидностей нагревательного элемента. У него высокое электрическое сопротивление, что делает состав уникальным. Максимально возможное значение температуры нагревания – 1450 °C.
Процентное соотношение компонентов: 24% хрома, около 70% железа, до 6% алюминия и немного титана (максимум 0,4%).
Фехраль Х27Ю5Т по своим функциям схож с предыдущим решением, за исключением температуры плавления и других опций. Его порог – 1350 °C, а процентное соотношение: 28% хрома, 6% алюминия и железа 68%.
Третий вариант является более слабым вариантом двух вышеуказанных. Он используется для изготовления резисторов. Его рабочая температура – до 900 °C.
Химический состав основных марок нихрома и фехраля
Нихром
Базовый химический состав нихрома содержит около 55-80% никеля (Ni), 13-23% хрома (Cr), до 1,5 марганца (Mn), плюс незначительное количество примесей. Разделяют два типа нихромов – нежелезистый (в котором присутствует не более 1,5% железа) и железистый (содержащий до 75% никеля, 13-18% хрома и до 5-6% железа).
Нихром марок Х20Н80 (Х20Н80-Н) и Х15Н60 (Х15Н60-Н) Популярная марка нихрома Х20Н80 относится к нежелезистому типу, и в соответствии с ГОСТ 10994-74 имеет в своем составе 20-23% хрома (Cr), 75-80% никеля (Ni). Остальную часть сплава Х20Н80 занимают до 1,5% железа (Fe), до 0,9-1,5% кремния (Si), до 0,7% марганца (Mn), менее 0,3% титана (Ti), 0,2% алюминия (Al) и 0,1% углерода (C), плюс ничтожно малое количество фосфора (P) и серы (S). Марка нихрома Х15Н60 относится к железистому типу сплава и потому концентрация железа по ГОСТу в его составе достигает 5-6%, при 55-61% никеля (Ni) и 15-18% хрома (Cr).
Читать также: Буровая установка сбр 160
В роли главного компонента нихрома выступает никель (Ni), которым определяются ключевые технологические свойства материала. В связи с этим, на основе марки Х20Н80 была создана «улучшенная» модификация сплава, для обозначения которой в конце буквенно-цифрового кода была добавлена буква «Н». Получилось Х20Н80-Н. В соответствии с ГОСТом объем хрома (Cr) в сплаве марки Х20Н80-Н остался прежним, а количество никеля (Ni) немного увеличилось за счет сокращения объема остальных компонентов, плюс было добавлено 0,2-0,5 циркония (Zr). Марку нихрома Х15Н60-Н создали точно по такому же принципу.
Фехраль
В базовой компоновке химических элементов фехраль содержит до 70-72% железа (Fe), 12-27 % хрома (Cr), 3,5-6% алюминия (Al), до 1% кремния (Si), 0,7% марганца (Mn), плюс незначительное количество легирующих добавок в виде циркония (Zr) и титана (Ti). Фехраль имеет множество марок, как отечественных, так и международных, позволяющих подобрать оптимальный сплав под самые разные цели и условия эксплуатации.
Фехраль марок Х23Ю5Т, Х27Ю5Т, Х15Ю5 Рынок России и СНГ сегодня ориентирован на фехраль трех отечественных марок: Х23Ю5Т, Х27Ю5Т и Х15Ю5, демонстрирующих стабильность физических характеристик при высоких температурах, в том числе и в агрессивных средах. В число наиболее востребованных марок входит фехраль Х23Ю5Т (зарубежные аналоги Kanthal A-1, GSSY). В соответствии с ГОСТ 10994-74 сплав марки Х23Ю5Т содержит около 70% железа (Fe), 22-24% хрома (Cr) и 5-5,8% алюминия (Al). В оставшуюся часть входят до 0,6% никеля (Ni), до 0,5% титана (Ti), кремния (Si) и углерода (C), до 0,3% марганца (Mn), а также крайне небольшое количество кальция (Ca), церия (Ce), фосфора (P) и серы (S).
Фехраль марки Х15Ю5 (зарубежный аналог Aluchrom W) отличается повышенным содержанием железа (до 77-78%) и уменьшенным объемом хрома (13,5-15,5%), что делает сплав более прочным и менее хрупким. Остальные химические элементы содержатся в сплаве Х15Ю5 в пределах традиционных для фехралей пропорций: 4,5-5,8% алюминия (Al), до 0,6-0,7% кремния (Si), никеля (Ni), марганца (Mn), титана (Ti), плюс сотые доли процента фосфора (P), серы (S), углерода (C), кальция (Ca) и церия (Ce). Следует также упомянуть фехраль марки Х27Ю5Т со сравнительно высокой концентрацией хрома (до 28%), который редко сегодня выпускается и постепенно замещается более современными аналогами.
Сравнение нихрома с фехралем — что лучше
Главные отличия сплавов находятся в их составе: содержание никеля нихромом. Это накладывает следующие особенности на его эксплуатационные и технологические характеристики:
- Удельное сопротивление нихрома ниже на 15%, а плотность выше на 16%;
- Нихром дороже в среднем в 3-5 раз;
- Пластичность фехраля уступает в 2 раза. Это позволяет эффективнее использовать нихром в работе, изготавливая более тонкую спираль для электронагревателей;
- Лучшая устойчивость нихрома к циклическим температурным нагрузкам. При работе в режиме частого включения-выключения оборудования нихромовая нить прослужит дольше.
Рейтинг: /5 — голосов
Содержание
Нихром: описание и характеристики
Фехраль: описание и характеристики
Нихром и Фехраль: в чем разница сплавов
Нихром и Фехраль
– это группа прецизионных сплавов, которые характеризуются высоким электрическим сопротивлением. Этим обусловлено их основное применение – производство нагревательных элементов для электрометрического оборудования. Однако, несмотря на отношение к одной группе сплавов и аналогичное практическое применение, эти материалы имеют различия в химическом составе и в физических и механических свойствах.
Виды фехралей
Марка сплава | Состав | Температура плавления | Другие названия |
Х27Ю5Т | 26—28 % Хром, ~65-68 % Железо, 5—5,8 % Алюминий, 0,15—0,4 % Титан | 1450 °C | |
Х23Ю5Т — сплав 875 (W-KA1) | 22—24 % Хром, 69—72 % Железо, 5—5,8 % Алюминий, 0,15—0,4 % Титан | 1500 °C | Kanthal A1, Alloy 875, Resistohm 145, Aluchrom 0, Alchrome 875, мегапир GS SY, еврофехраль |
Х23Ю5 — сплав 837 (W-KAF) | 23 % Хром, 71,7 % Железо, 5,3 % Алюминий | 1500 °C | Kanthal AF, Resistohm Y, Aluchrom Y, Alloy 837, мегапир, GS SY, еврофехраль |
Х15Ю5 | 15 % Хром, 79,7 % Железо, 5,3 % Алюминий | 1500 °C | Kanthal AF, Resistohm Y, Aluchrom Y, Alloy 837, мегапир, GS SY, еврофехраль |
Применение
Х27Ю5Т
— для нагревательных элементов с предельной рабочей температурой 1350 °C в промышленных и лабораторных печах.
Х23Ю5Т
— твёрдый, хрупкий сплав, с трудом поддающийся обработке, обладает высоким удельным электрическим сопротивлением (1,2—1,3 мкОм·м). Плотность 7100—7300 кг/м³, температура плавления около 1450 °C. Наибольшая рабочая температура 1350—1400 °C. Применяется для мощных электронагревательных устройств, лабораторных и промышленных печей. К недостаткам следует отнести общее свойство фехралей — рекристаллизационный порог в интервале температур 600—650 °C, что затрудняет использование данного сплава в термоциклическом режиме, а также невысокую пластичность. Также, этот сплав используется как один из наиболее популярных материалов для изготовления нагревательных спиралей в электронных сигаретах.
Х15Ю5
— имеет плотность 7,1 г/см³, температура плавления около 1450 °C. Наибольшая рабочая температура 750—950 °C. Применяется для мощных электронагревательных устройств, производства блоков резисторов и элементов сопротивления.
GS23-5 (Х23Ю5Т-Н-Ви)
— это улучшенный вариант сплава Х23Ю5Т. Благодаря введению специальной лигатуры удалось существенно улучшить его физические свойства, что существенно облегчает навивку спиралей. Выдерживает рабочие температуры до 1350 °C. К недостаткам следует отнести общее свойство фехралей — рекристаллизационный порог в интервале температур 600—650 °C, что затрудняет использование данного сплава в термоциклическом режиме.
GS T (Х23Ю5-Н-Ви)
— широко используется в высокотемпературных электропечах, печах обжига и сушки, различных электрических аппаратах теплового действия. Оптимален для использования в производстве трубчатых электрических нагревателей (ТЭН) и бытовых приборах.
Мегапир-150
— широко используется для производства резистивных элементов, в электропечах и различных электрических аппаратах теплового действия.
Мегапир-200
— используется в высокотемпературных электропечах, печах обжига и сушки, различных электрических аппаратах теплового действия, а также для производства резистивных элементов.
Сфера применения
Основное направление применения нихрома – изготовление нагревательных элементов повышенной надежности для электропечей обжига и сушки промышленного и лабораторного назначения, для водо- и воздухонагревательных систем, для электроплит, нитей испарителя электронных сигарет и т.д. Нихром используется для производства реостатов, высокоомных сопротивлений малой и средней мощности, для соединителей в электронике. Фехраль, в свою очередь, применяется для создания нагревателей высокотемпературного электротермического оборудования, способного осуществлять нагрев до 1400°C, в том числе для работающих в высокоглиноземной керамике и серосодержащей среде.
Применение
Область применения фехраля узконаправлено. Решение производится как набор комплектующих для нагревательных элементов. К ним относятся различные домашние бытовые приборы: например, фен или духовка.
Состав также используется на производстве: промышленные печи, лаборатории или другое оборудование, для которого необходимы элементы с сопротивляемостью к высокой температуре.
Повышенная сопротивляемость к активным химическим веществам, постоянный коэффициент торможения при любом процессе нагревания увеличивают срок эксплуатации конечной поделки.
Компактный размер, благодаря оптимальному значению удельной плотности, позволяет использовать товары в тормозных резисторах.
Проволока фехраль Х23Ю5Т
Самой востребованной среди проката данного сплава является проволока фехраль Х23Ю5Т. Она обладаем высоким показателем жаропрочности и жаростойкости. За счет этих характеристик, проволока Х23Ю5Т считается намного качественней и востребование, чем аналогичный прокат марок Х15Ю5, Х27Ю5Т и Х23Ю5. Поскольку цена на фехраль одинаковая, то производство последних практически остановлено.
Проволока фехраль Х23Ю5Т может производиться несколькими способами: прессование, прокатка или волочение.
В состав фехраля марки Х23Ю5Т входит: железо, 22-24% хрома, 5-6% алюминия, около 0,6% никеля.
Отличается данный сплав следующими свойствами:
- высоким омическим сопротивлением;
- малым температурным коэффициентом электросопротивления;
- высокими антикоррозийными свойствами;
- высокой жаростойкостью.
Значение максимальной рабочей температуры напрямую зависит от диаметра проволоки фехраль Х23Ю5Т – чем он больше, тем она выше.
Область применения фехраля – производство электронагревательных элементов для печей промышленного назначения, бытовых приборов, элементов омического сопротивления и другое. Продается проволока фехраль Х23Ю5Т кратно бухте или катушке.
Газовые среды
Желательно, чтобы используемые газовые среды не имели соединений серы, поскольку взаимодействие серы и никеля приводит к образованию легкоплавкой эвтектики, которая проникает вглубь по границам зерен и вызывает хрупкость металла. Пайка жаропрочных сплавов на никелевой основе в газовых восстановительных средах требует тщательной очистки от остатка кислорода при помощи дунитового или платинового катализатора и дополнительной осушки до точки росы (-70°С). При пайке таких сплавов в вакууме или в нейтральных газовых средах — их следует тщательно осушать при помощи перекиси бария, фосфорного ангидрида или цеолита. Перед пайкой фехраль часто покрывают слоем меди или никеля толщиной 15 мкм. Это облегчает смачивание поверхностей припоем в нейтральных средах и вакууме без использования флюса.
Полный цикл услуг по приему фехраля
Оценка фехраля
Чтобы оценить качество вашего материала и определить засор, мы отправим к вам специалиста. При необходимости, мы проведем химический анализ .
Обеспечение наиболее высокой цены
Мы предложим оптимальные условия по логистике. Из расчета всех предоставленных вами данных на материал, мы обеспечим высокую цену и короткие сроки приемки.
Финансовое консультирование и документооборот
Поможем с оформлением всех необходимых документов для транспортировки и сопровождения сделки на всех этапах. Конфиденциальность вопросов гарантируем.
Курирование проектов по утилизации
Курируем утилизацию имущества государственных и частных компаний. Это касается списанных транспортных средств, промышленного оборудования, оргтехники.
Демонтаж металлоконструкций
Имея собственные базы и допуски для проведения всех видов демонтажных работ, мы сделаем все качественно и недорого. Произведем демонтаж любой степени сложности.
Транспортировка до пункта приема
Предоставим транспорт под перевозку и вывоз металлолома. В нашем парке имеются ломовозы манипуляторы, тонары. Поможем с перевозкой лома жд вагонами или баржой.
Общие сведения
Фехраль – сплав, главными компонентами которого являются железо, хром и алюминий. Собственно, и название «фехраль» происходит от первых букв этих металлов (железо на латинском звучит как феррум). Его относят к группе высокоточных сплавов, обладающих повышенным сопротивлением. Разновидность химического состава, физические свойства и форма поставки контролируются ГОСТ 10994-94.
Марки фехраля
Существуют несколько видов фехралей. Наиболее распространёнными являются марки Х23Ю5Т, Х27ЮТ5 и Х15Ю. Расшифровывается данные аббревиатуры следующим образом:
- «Х» означает хром.
- «Ю» — алюминий.
- «Т» — титан.
- Цифра, стоящая после буквы, показывает процентное содержание этого элемента. Ее отсутствие говорит, что объемная доля компонента составляет 1%.
Это не отображается в названии, но фехраль, помимо названых элементов, содержит небольшое количество марганца (до 0,3%) и кремния (до 0,5%). Они необходимы сплаву для удаления из него растворенных атмосферных газов: азота, кислорода и водорода. Без них значительно уменьшается риск возникновения зональной ликвации – неоднородности сплава по своим свойствам.
Оставшаяся часть химического состава приходится на железо. В среднем это 77-78%. Не стоит также забывать о неизбежных примесях: фосфоре и сере, содержание которых в совокупности не должно превосходить 0,05%.
Так маркируют сплав фехраль в России. Но сплав активно используют и за рубежом. Только обозначают его там иначе. Например, фехраль Х23Ю5Т в европейских странах обозначается как:
- W-KA1.
- Alloy 875.
- Resistohm 145.
Какие же особенные характеристики скрывают все эти аббревиатуры?
Марки и химический состав
В состав нихрома входит до 80% никеля, около 22% хрома и 1,5% марганца, также в состав внесены дополнительные примеси. Сплавы нихрома разделены всего лишь на две группы: нежелезистые и железистые.
Нихром марок Х20Н80 и Х15Н60
Самым широко применяемым типом нихрома является маркировка Х20Н80, относящаяся к нежелезистым сплавам. Марка Х15Н60 – железистый сплав.
Никель, входящий в состав нихромового сплава определяет технологические свойства нагревателя в работе. Поэтому были созданы модифицированные сплавы содержащие большее количество основного вещества, в маркировке которых была добавлена буква «Н». На примере Х20Н80 можно увидеть, что общий состав марки не изменился, стало лишь больше никеля, и было добавлено небольшое количество циркония (модифицированная марка Х20Н80-Н), другие сплавы изменены по такому же принципу.
Фехраль
Основной составляющей фехралевого сплава есть Fe, Cr и Al. В зависимости от марки сплава компоненты добавляются в разной концентрации с дополнительными элементами Zr и Mn. С целью подбора оптимального соотношения компонентов для решения разного рода задач и работы в разных сферах было создано множество марок данного сплава.
Фехраль марок Х23Ю5Т, Х27Ю5Т, Х15Ю5
Указанные марки широко применяются в промышленности для высокотемпературных обработок. В их характеристики входят: некоторая стабильность, жаростойкость и надежность в работе. Х23Ю5Т имеет до 78% железа и выделяется неплохими показателями прочности. Х27Ю5Т характеризуется высокой концентрацией Cr, что снижает прочностные характеристики, поэтому сегодня все чаще используют его аналоги.
Читать также: Резка плитки электрическим плиткорезом
Ответы на частые вопросы
Я хочу сдать фехраль в объеме больше, чем 100 кг, вы гарантируете, что цена будет 65 руб/кг?
65 р/кг — это максимальная цена для фехраля в Москве. При минимальном засоре, безупречной химии, большом объеме и удобной логистике — да, мы готовы купить у вас фехраль по указанной цене. Однако каждый случай индивидуальный, поэтому цена также рассчитывается индивидуально для каждого обращения.
Хочу сдать фехраль меньше 100 кг в Москве. Вы примите?
В Москве фехраль мы принимаем минимально от 100 кг. Партии меньшего объема мы временно не рассматриваем. Рекомендуем оставить сообщение в чате или на доске объявлений. Ежедневно эти страницы просматривают сотни человек
Чем занимается Торгово-закупочная сеть «ScrapTraffic.com»?
Торгово-закупочная сеть «ScrapTraffic.com» занимается обеспечением сделок с металлоломом и металлопродукцией со вторичного рынка, а также прочим вторичным сырьем. Мы принимаем лом металлов, отходы бумаги и нефтепродуктов. В силу нашей основной специализации исследования рынка вторичных металлов и прочего утильсырья, мы распределяем входящие предложения от продавцов, как управляющий агент
, обеспечивая поставщику ломосдатчику максимальную цену, управляя логистическими процессами и оплатой.
Где расположены Ваши приемные пункты в нашем регионе?
Приемные пункты Торгово-закупочной сети «ScrapTraffic.com» могут быть расположены во многих районах Вашего региона. Местоположение приемных пунктов «ScrapTraffic.com» зависит от объема или от типа материала. В каждом городе у нас есть агент
, наш мобильный представитель, непосредственный сотрудник нашей организации, который обеспечивает Вам качественную сделку. Его контактные данные указаны непосредственно на этой странице.
Он сотрудничает по контракту с нашими партнерами
(приемными пунктами). Мобильно осуществляет приём звонков входящих предложений, производит оценку сырья и финансовый расчет с Вами по факту приема-сдачи за наличный или безналичный расчет. Также, он решает локальные логистические задачи, вопросы самовывоза сырья с вашей территории или согласовывает время приёма материала по определенному адресу нашего
партнёра
. Цена заранее согласованна с центром управления закупок мониторинговой службы Торгово-закупочной сети «ScrapTraffic.com».
С кем решать вопрос касательно высокой закупочной цены на площадке?
Решать вопрос закупочной цены нужно непосредственно с нашим агентом
. Площадка, это всего лишь инструмент обеспечения комфорта поставщику. Миссия нашей организации обеспечивать эффективный прием металлолома и прочего вторсырья, а это неизменно связано с обеспечением поставщика высокой закупочной ценой. Вопрос согласования цены происходит в цепочке анализа прямого тактического или стратегического спроса в мониторинговой службе Торгово-закупочной сети «ScrapTraffic.com» в профессиональной сети узкоспециализированных потребителей различных групп сырья.
Всем известно, что ни одна компания не может специализироваться на всем и давать высокие цены на все типы сырья. В то время, как слаженная организация, объединяющая в себе узконаправленные профессиональные компании может распределять между ними поставки, тем самым обеспечивая высокие цены.
Почему цены такие разные и иногда не соответствуют ценам, заявленным на сайте?
Всем известно, что статичная закупочная цена всегда ниже реального спроса, так как в нее заложены максимальные риски. У нас нет статичных цен, как на стандартных приемных пунктах.
Если вы обратите внимание, в ценовом окне на нашем сайте есть пометка, что цена может достигать максимального уровня. При этом, в силу волатильности сырьевых рынков и курса валют, мы не всегда можем оперативно менять цены на сайте
Это допустимая погрешность, так как цены определяем не мы, а реальный спрос. И мы всегда стремимся дать динамично самую высокую цену оптимально для объема и региона.
Оказываете ли вы услугу самовывоза?
При определенных обстоятельствах мы готовы предоставить такую услугу. О возможности ее предоставления уточняйте у агента
или у старшего координатора закупок. Контакты старших координаторов закупок, Вы сможете найти в разделе Контакты на нашем сайте.
Свойства фехраля
В сравнении с остальными металлическими сплавами фехраль обладает меньшей плотностью — не более 7210 кг/м3. Металл плавится при температуре в 1500 градусов и значительно увеличивается в размерах при нагревании. Магнитен за счет большой доли железа в составе, обладает коэффициентом линейного расширения, равным 0,000015 1/K.
Основное свойство, характеризующее сплавы и проволоку из фехраля, это сопротивление электричеству, равное 1,39 мкОм*м. Благодаря данному параметру сплав широко применяется для создания различных нагревательных элементов.
Фехралю присущи определенные антикоррозионные свойства: он устойчив к окислению даже при воздействии серных соединений, что немаловажно для металлургической промышленности. По твердости сплав фехраля сопоставим с малоуглеродистой сталью
Параметр колеблется от 20 до 25 единиц по шкале Роквелла. Низкая прочность на разрыв — около 735 МПа — приводит к снижению пластичности. Для большинства марок проволоки удлинение на растяжение не превышает 16 %. Хрупкость проволоки во многом зависит от данных свойств. По этой причине фехралевые спирали наматываются после нагрева металла до 300-400 градусов
По твердости сплав фехраля сопоставим с малоуглеродистой сталью. Параметр колеблется от 20 до 25 единиц по шкале Роквелла. Низкая прочность на разрыв — около 735 МПа — приводит к снижению пластичности. Для большинства марок проволоки удлинение на растяжение не превышает 16 %. Хрупкость проволоки во многом зависит от данных свойств. По этой причине фехралевые спирали наматываются после нагрева металла до 300-400 градусов.
Сплав фехраля выдерживает высокие температуры, что позволяет сохранить его свойства при работе до 1400 градусов. Ситуация несколько меняется при температурной нагрузке, то есть включении и выключении нагревателя. Подобные напряжения, накладывающиеся на увеличение объема металла и хрупкость, приводят к появлению трещин.
Это сокращает эксплуатационный срок фехраля в несколько раз в условиях цикличного изменения температуры.
Сравнение свойств нихрома и фехраля
Общие физические характеристики
Нихром и фехраль объединяет высокое удельное сопротивление, величина которого практически не изменяется при повышении температуры сплавов. Для нихрома значение номинального удельного сопротивления зависит от диаметра нагревателя. Например, для проволоки Ø > 3,0 мм оно равно 1,07-1,18 мкОм·м, для Ø 0,5-3,0 мм – 1,06-1,16 мкОм·м, а для проволоки Ø 0,1-0,5 составляет 1,03-1,13 мкОм·м. Для фехраля марки Х23Ю5Т величина удельного сопротивления равна 1,34-1,45 мкОм·м, а для марки Х15Ю5 – 1,24-1,34 мкОм·м. Температура плавления нихрома – 1400°C, фехраля – 1500°C. Удельный вес нихрома больше – 8,40 г/см 3 , фехраля меньше – 7,21-7,28 г/см 3 .
Прочность при комнатной температуре
Пластичность нихрома при комнатной температуре (относительное удлинение или поперечное сужение проволоки) составляет не менее 20%, что выше пластичности фехраля, которая для марки этого сплава Х15Ю5 равняется 16%, а для марки Х23Ю5Т всего 10%. Временное сопротивление разрыву нихромовой проволоки в среднем составляет 102 кгс/мм 2 (1000,3 МПа), в то время когда этот же параметр для фехраля марки Х23Ю5Т равен 78 кгс/мм 2 (764.9 МПа), а для марки Х15Ю5 он и того меньше – 75 кгс/мм 2 (735.5 МПа).
Читать также: Как варить нержавеющую сталь
Твердость нихрома равняется 140-150 HB, но фехраль еще более тверд, а потому более ломок на извив: Х23Ю5Т – 200-250 HB, Х15Ю5 – 150-200 HB, ведь чем больше в сплаве хрома, тем больше его хрупкость. Этим объясняется тот факт, что нормальная навивка фехралевой проволоки возможна только при ее нагреве свыше 300°C, иначе она будет ломаться. Для навивки нихрома предварительного нагрева не требуется, даже при комнатной температуре он навивается ровно и плавно, без образования микротрещин и разрывов.
Прочность при максимальных температурах на воздухе
Фехраль (проволока Ø > 6 мм) может работать на воздухе при очень высоких температурах от 1000°C (Х15Ю5), до 1400°C (Х23Ю5Т), но в таком температурном режиме материал становится нестабильным, не выдерживает резких динамических нагрузок. Незначительные присадки редкоземельного церия (Ce) и щелочноземельного кальция (Ca) повышают срок службы фехраля до момента перегорания. Нихром (проволока Ø > 6 мм) отличается большей жаропрочностью и сохраняет стабильность своих механических параметров при температурах от 1125°C (Х15Н60-Н) до 1200°C (Х20Н80 и Х20Н80-Н). В связи с этим нихром имеет большее количество циклов включения-выключения нагревательных элементов до их перегорания.
Стойкость к окислению при рабочих температурах
Высокое содержание никеля в нихроме не способствует интенсивному окислению поверхности нагревателя. При нагреве нихром покрывается лишь тонкой защитной пленкой окиси хрома, что делает сплав менее стойким, особенно в SO2 – и SO3 – содержащих средах. Скорость окисления нихрома растет только по мере повышения давления кислорода в электропечи. Что касается фехраля, то большое количество железа и наличие алюминия в его составе обуславливает повышенную окисляемость сплава с активным образованием плотного поверхностного защитного оксидного слоя. С одной стороны он затрудняет эксплуатацию тонких проволок и лент, но с другой стороны, сплав становится еще более устойчивым в контакте с высокоглиноземистой керамикой, в серо- и углеродосодержащих средах.
Цена на фехраль в Москве
достигает 65 руб. за 1 кг *
Предложите вашу цену
?
x
Пожалуйста, сообщите нам актуальную цену в Москве, если указанная цена на фехраль (65 руб/кг) вам не нравится. Просьба указывать адекватную цену на текущий момент. Спасибо!
Расскажите нам (в комментирии к заявке, или в WhatsApp), кто на фехраль даёт цену выше, чем мы, и мы добавим к той цене +10% на ваш материал, если информация подтвердится.
Вот хорошая цена! Спасибо, мы учтем! Предлагаем в любом случае оформить заявку через мессенджер или через форму обратной связи. Также вы можете разместить свое предложение на доске объявлений или в общем чате. Объявление и сообщение в чате увидят все посетители сайта.
* Цена указана за наличный рассчет. При безналичной оплате стоимость увеличивается до 12%
Минимальный объем — 100 кг
8 10—22 МСК
Телефон в Москве
8 10—22 МСК
Консультации по ценам
Присылайте фото и получайте цену в мессенджере
Сравнение тормозных резисторов из фехрали и других материалов
Современные тормозные резисторы в большинстве случаев изготавливают из фехрали, что легко объяснить её существенными преимуществами перед другими материалами. Благодаря высокой рассеивающей способности и допустимой температуре нагрева, блоки резисторов из фехрали в несколько раз меньше по размерам от своих аналогов из других материалов. Компактные размеры позволяют размещать резисторы этого типа в корпусе частотного регулятора или в шкафу управления. Высокая устойчивость фехрали к воздействию воды и других активных химических веществ обеспечивает длительный период эксплуатации резисторов в самых неблагоприятных условиях. Даже при сильном перегреве резистора из фехрали, его активное сопротивление практически не изменяется.
Благодаря этому момент торможения электродвигателя будет постоянным во времени
Немаловажное достоинство резисторов из фехрали – это низкий вес, который является следствием низкой плотности материала. Использование фехралевых резисторов, в сравнении с традиционными резисторами из других материалов, имеет существенные преимущества в эффективности работы и стоимости
Нихром или фехраль?
В сравнении с нихромовыми аналогами фехраль обладает рядом преимуществ:
- Стоимость фехралевой проволоки в несколько раз ниже.
- Характеристики проволоки из фехраля Х23Ю5Т лучше, чем свойства нихромовых сплавов: более высокое удельное электросопротивление и низкая плотность. Подобные параметры позволяют при небольшом объеме получить большую тепловую мощность, что позволяет понизить цену продукции и сэкономить материалы.
- Фехралевая проволока инертна к сере и сернистым соединениям, в отличие от нихрома и изделий из него.