Нихром Х20Н80, Х15Н60, фехраль Х23Ю5Т — области применения, химический состав, свойства.

Состав

В составе нихрома содержится около 20% никеля и до 80% хрома.

Кроме того, в сплаве могут присутствовать добавки в виде марганца, алюминия, железа, кремния и пр.

Введение в состав нихрома лигатур повышает эксплуатационные показатели и технические параметры металла:

• никель и железо улучшает обрабатываемость;
• железо, титан, алюминий и марганец снижают сопротивляемость повышенным температурам;
• при наличии в сплаве железа нихром приобретает магнитные свойства.

Повышение добавок может ухудшать характеристики металла.

От количества никеля зависит температура, которую способны выдержать нагревательные элементы.

Содержание хрома в сплаве должно быть не более 20%. Увеличение количества хрома повышает хрупкость и ухудшает обрабатываемость металла. При его содержании в сплаве более 30% становится невозможной холодная прокатка и волочение материала.

От количества хрома зависит прочность защитной пленки и стойкость к окислению.

Сравнение нихрома и фехраля

Физические характеристики
Фехраль наравне с нихромом обладает высоким удельным сопротивлением. Номинальные показатели сопротивления у нихрома зависят от диаметра проволоки (ленты/нити). А в случае фехряля номинальное сопротивление определяет его марка. Плавление нихрома начинается после 1400C, фехраль плавится при 1500C.

Прочность в состоянии покоя (без нагревания)

Нихром сам по себе пластичен и поддается изгибу и вытягиванию не менее 20% удлинения либо сужения. Пластичность фехраля маркой Х23Ю5Т достигает 10%, а Х15Ю5 -16%. Это говорит о том, что нихром пластичней фехраля, и плюс ко всему, у него выше временное сопротивление разрыва.

Фехраль более твердый сравнительно с никелем, и это делает его более ломким материалом. По этим причинам намотка фехраля проводится лишь после разогрева проволоки до 300C. В случае же нихрома разогрев проводить не нужно, он отлично сматывается в катушку даже при комнатных температурах.

Прочность при нагревании

Фехраль отлично справляется с высокотемпературной нагрузкой. Его можно эксплуатировать в условиях повышенной температуры длительное время. А нихром, напротив, способен отлично справляться с высокотемпературным циклическим нагревом, но плохо ведет себя при длительном термическом воздействии.

Стойкость к окислительной среде

Нихром способен длительно и хорошо работать в окислительных условиях, ведь высокое содержание никеля предотвращает быстрые процессы коррозии. Если нихром долго работает в окислительной среде, его поверхность покрывается тонкой пленкой оксида хрома, которая обеспечивает защиту сплава от агрессивной среды. Быстрое окисление может наступать в электрических печах с высоким содержанием кислорода.

Так как у фехраля высокий процент содержания железа он менее устойчив в окислительных средах. Защитная пленка образовывается у него намного быстрее, чем у нихрома, поэтому в агрессивной среде применять его затруднительно. Особенно сильно это сказывается на тонких проволоках и лентах. Зато фехраль отлично справляется с нагревом глинозёмной, углеродной и содержащей серу среде.

Свойства нихрома

Сплав отличается хорошей пластичностью и высоким электрическим сопротивлением. Его показатель может составлять от 1100 до 1400 Ом·мм²/м в зависимости от марки металла.

Таблица 1. Технические характеристики нихрома.

Изделия из нихрома легко деформируются, сохраняя заданную форму.

Нихром не обладает магнитными свойствами за исключением сплава, в составе которого имеется лигатура железа.

Рисунок 2. Нагревательный элемент.

Плюсы и минусы

Сплавы нихрома характеризуются высоким сопротивлением по отношению к электротоку, данное свойство дает возможность производителям выпускать электронагревающие приборы меньшими габаритами и весом. Другие преимущества нихрома:

• Устойчивость к коррозии и агрессивным средам;
• отсутствует температурная деформация;
• высокая пластичность сплава, в связи, с чем он хорошо поддается сварке и в штампованном производстве;
• отсутствие магнитных свойств;
• высокая жаростойкость;
• малый вес;
• низкоеудельноесопротивление и теплопроводность, что требует на одну и туже мощность меньшее количество проволоки нихром;
• не образовывают окислы в процессе эксплуатации;
• имеют повышенное количество циклов включения/выключения до разрушения, чем в других нагревательных элементах;
• высокие прочностные характеристики.

Нихром имеет высокую жаростойкость
Из минусов можно выделить высокую стоимость проволоки нихром из-за входящего в состав никеля и затратного способа изготовления, в связи с чем на рынке очень ценится его лом.

Марки нихрома

К наиболее распространенным в промышленности маркам относятся:

• Х20Н80 — классический сплав, содержащий около 20% хрома и 80% никеля;
• Х15Н60 — в сплаве уменьшено содержание хрома и никеля, увеличено содержание железа до 25%;
• Х20Н80-Н (-Н-ВИ) и Х15Н60 (-Н-ВИ) — сплавы, получаемые в вакуумных индукционных печах;
• Н50К10, Х25Н20 — марки нихрома, используемые для работы при температуре до 900°С.

Сплавы, получаемые в вакуумных индукционных печах, отличаются тем, что их электросопротивление мало меняется при изменении температуры.

Расшифровка марок:

• Х – хром(Cr);
• Н – никель(Ni);

Цифрами обозначено процентное содержание состава.

Дополнительные буквы означают:

• ВИ — вакуумно-индукционная плавка;
• Н — категория греющих элементов;
• С — использование в элементах сопротивления;
• ТЭН —предназначено для электронагревателей сухого типа.

Например, марка Х20Н73ЮМ-ВИ обозначает: содержание хрома – 20%, никеля – 73%, алюминия – 3%, молибдена – 1,5%, марганца – до 0,3%, титана – до 0,05%, железа – 2%, углерода – до 0,05%. Сплав выплавлен с помощью вакуумно-индукционного метода.

Назначение и свойства изделий из нихрома определяется химическим составом сплава.

Международные обозначения

В международных наименованиях нихрома можно встретить обозначения:

• Cronix 80;
• NiCr80/20;
• Nichrome V;
• Chromel A;
• HAI-NiCr 80;
• Ni80Cr20;
• Nikrothal 8;
• Resistohm 80;
• евронихром.

Европейские аналоги ферронихрома: NiCr60/15, Ni60Cr15, ChromelCN6, Nikrothal 6, Nikrothal 60, CroniferII, AlloyC.

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.

Достоинства и недостатки

Сплавы нихрома отличаются высоким электрическим сопротивлением.

Показатели удельного сопротивления нихрома в 10 раз выше, чем у оцинкованной стали и в 70 раз превышают показатели меди.

К другим достоинствам относятся:

• высокая механическая прочность и твердость;
• жаростойкость и отсутствие температурных деформаций;
• малый удельный вес и хорошая пластичность;
• устойчивость к коррозии и воздействию агрессивных сред;

Материал легко поддается обработке: заточке, штамповке, сварке и т. д. Не меняет своих характеристик под действием высоких температур.

Благодаря устойчивости к коррозии и агрессивной внешней среде сплав имеет практически неограниченный срок службы.

К недостаткам материала относится высокая стоимость.

Уменьшение процентного содержания хрома в сплаве удешевляет изделия, но и понижает технические свойства материала.

Использование нихромовой стали Х20Н80

Нихромовый сплав Х20Н80 – это универсальная основа для изготовления электронагревательных элементов для бытовых приборов и промышленного оборудования. Сталь с повышенным содержанием никеля отличается высокой пластичностью, поэтому поддается обработке разными способами: точением, волочением, сваркой, штамповкой и т. д. Марка Х20Н80 служит основой для изготовления востребованной металлопрокатной продукции: преимущественно холоднотянутой проволоки, а также лент, сортового проката с круглым сечением.

Сталь с высоким электрическим сопротивлением используется для изготовления всевозможных нагревательных элементов в электроприборах. В каких приборах применяются нихромовые детали:

• непрецизионные резисторы;
• высокотемпературные промышленные печи;
• внутривакуумные приборы;
• бытовая техника;
• электроника;
• промышленное оборудование повышенной надежности;
• воздухо- и водонагревательные агрегаты.

Изготовление проволоки и ленты из нихрома

Практически во всех электрических печах и электроприборах в качестве нагревательных элементов используется нихромовая проволока, нить или лента.

Существует несколько способов изготовления изделий из нихрома:

1. Волочение проволоки и нити с промежуточной термообработкой. Непосредственно перед волочением катанку диаметром 6-8 мм нагревают в специальных печах до температуры 1170-1230°С и быстро охлаждают. Температура нагрева заготовки зависит от состава сплава. Следующий этап — травление катанки в смеси соляной и азотной кислоты с водой.

Волочение нихромовой проволоки выполняют с применением высокого давления. Производство изделий методом волочения регламентируется требованиями ГОСТ 8803-89

1. Волочение горячекатаной заготовки для получения ленты из нихрома. Такой способ позволяет на выходе получить высококачественную полосу, точно соответствующую профилю и сечению волочильного канала. Получаемая лента отличается высоким качеством и отсутствием острых кромок.
2. Холоднотянутая протяжка. Способ применяется для изготовления проволоки и нитей из нихрома. Осуществляется без предварительного прогрева заготовки. Регламентируется ГОСТ 12766.1-90
3. Холодная прокатка. Применяется для изготовления ленты из нихрома. Выполняется в соответствии с требованиями ГОСТ 12766.2-90.
4. Плющение — применяется для изготовления ленты из прецизионных сплавов с высоким электрическим сопротивлением. Выполняется по ГОСТ 12766.5-90.

Лента из нихрома.

Размеры, механические свойства и другие параметры проволоки из нихрома регламентируются государственными стандартами или техническими условиями.

Характеристики и свойства сплава

Среди сталей аналогичной специализации наибольшей популярностью пользуется нихром Х20Н80, характеристики которого оптимально подходят для изготовления из сплава деталей для электрических нагревательных приборов. Нихром Х20Н80, ГОСТ 10994-74, отличается жаростойкостью, пластичностью и одновременно стабильностью формы. Металлопродукция и детали из нихрома Х20Н80 применяются в агрессивных средах, где важны жаропрочность и криптостойкость материала.

Сплав Х20Н80 – характеристики:

• жаростойкость: марка стали принадлежит к самым жаропрочным сплавам, нихром и изделия из него выдерживают нагрев до 1200°С, температура плавления – 1400°С. Чем больше толщина (диаметр) нихромовой детали, тем более высокая предельная температура у нагревательного элемента;
• коррозионная стойкость: марка Х20Н80 сохраняет жаростойкость в аммиаке, азоте, окислительной среде. Однако при контакте с серой и сернистыми веществами материал теряет устойчивость структуры;
• долговечность: изделия из нихрома рассчитаны на годы эксплуатации при постоянном нагреве, при этом сталь Х20Н80 свойства свои сохраняет. Сплав меньше подвержен разрушению, чем нихромы и фехрали других марок при одинаковом количестве циклов включения-выключения и нагреве свыше 600°С.

При использовании нихромовой стали на поверхности не образуются поверхностные окислы, в отличие от сплавов с более высоким содержанием железа, что расширяет возможности применения проволоки и лент из нихрома Х20Н80.

Области применения

Высокая коррозийная стойкость, способность работы в агрессивных условиях, качественные технические характеристики позволяют использовать материал в различных сферах.

В промышленных установках и электрооборудовании:

• высокотемпературные электрические печи;
• вентиляционные сушки;
• котлы и теплообменники;
• сварочные аппараты;
• одножильные и многожильные электрические провода;
• конструкционные элементы металлоплавильного оборудования;
• камеры полимеризации порошковой краски;
• приборы для резки пенопласта;
• резисторы, реостаты.

Нагревательные элементы из нихрома установлены в автомобильных прикуривателях, системах обогрева стекол и сидений в автомобилях.

Специальные марки сложнолегированного нихрома с небольшим коэффициентом электрического сопротивления используют в качестве жаропрочного покрытия при выполнении газотермического напыления.

В быту

Материал используется практически во всех современных бытовых приборах:

• электрических плитах и духовках;
• обогревателях и бойлерах;
• стиральных машинах и тостерах;
• фенах и утюгах;
• электропаяльниках и приборах для выжигания по дереву;
• электронных атомайзерах и лампочках.

Использование спиралей в бытовых электроплитах.

Нити из нихрома получили широкое распространение в медицине в качестве шовного материала при проведении внутриполостных хирургических и пластических операций.

Для каждой сферы применения производятся определенные марки сплавов с оптимальными техническими характеристиками.

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.

Что такое сплав для резистивного нагрева

Резистивными называют материалы, которые нагреваются до высоких температур при прохождении по ним тока.

Надежность, качество и технические характеристики нагревательных элементов зависят от состава материала.

К основным видам резистивных сплавов относятся:

1. Нихромы — сплавы никеля и хрома.
2. Ферхали — сплавы железа, хрома и алюминия.
3. Многокомпонентные сплавы, в которые, кроме хрома, алюминия, железа, добавлены легирующие элементы — медь, марганец, кремний, титан.

Температура плавления многокомпонентных сплавов составляет 1500°С, а срок службы нагревательных элементов в 2-3 раза превышает изделия из нихрома.

Удельное сопротивление нихрома и других сплавов для нагревателей

Удельное электрическое сопротивление определяет способность металла препятствовать прохождению тока. Рассчитывается как отношение электрического поля к плотности тока и измеряется в Ом·мм²/м.

Таблица 2. Удельное сопротивление основных сплавов, подходящих для нагревательных элементов.

Основными факторами выбора сплава для изготовления нагревателей являются сочетание высокого электрического сопротивления и способности длительное время выдерживать экстремально высокие температуры.

Физические свойства нихрома

Расчёт электрической спирали из нихрома

Параметры спирали можно рассчитать, пользуясь электронными калькуляторами на сайте производителей. Указав мощность нагревателя, напряжение питания и диаметр проволоки, можно рассчитать длину проволоки, необходимую для спирали нагревателя.

Расчет сопротивления

Оно рассчитывается исходя из диаметра используемой проволоки или площади сечения ленты.

Общая длина проволоки умножается на удельное сопротивление одного метра проводника с соответствующим сечением.

Если известна марка сплава, удельное сопротивление проволоки берется из таблиц, размещенных в технических справочниках, ГОСТ или в интернете.

Если марка сплава неизвестна, показатели проволоки или готовой спирали можно измерить мультиметром.

С помощью онлайн-калькулятора можно сделать предварительный расчет спирали, но для точного расчета параметров нагревателя следует учесть еще много факторов.

Спирали из нихрома.

Расчет длины

Длина спирали из нихрома зависит от удельного сопротивления и диаметра проволоки и определяется по формуле: L=(Rπd2)/4ρ.

• R – сопротивление проволоки;
• d – диаметр проволоки;
• ρ – удельное сопротивление нихрома;
• π – константа = 3,14.

ρ нихрома берем из таблицы ГОСТ 12766.1-90:ρ=1.0÷1.2 Ом·мм2/м.

Таблица 3. Соотношение силы тока, диаметра и сечения нихрома.

Пример:

Необходимо рассчитать длину проволоки для спирали электрической плитки.

Мощность плитки Р = 800 Вт.

Напряжение сети U=380 В.

Решение:

• Определяем силу тока: I = P/U = 800/220 = 3,64 A.
• Определяем сопротивление проволоки R = U/I = 220/3,64 = 61 Ом.
• По этим данным (см. таблицу 3) выбираем d=0,55 мм; S=0,238 мм.

Тогда длина проволоки l = SR / ρ = 0,238·61 /1,1 = 13,2 м = 13 200 мм.

• L — длина проволоки (мм);
• S — сечение проволоки (мм);
• R — сопротивление проволоки (Ом);
• ρ — удельное сопротивление (для нихрома ρ=1.0÷1.2 Ом·мм²/м).

Основные сведения о нихроме

Нихром — сплав, состоящий из следующих элементов: Ni (55-78%); Cr (15-23%); Mn (1,5%); остальное Fe. Удельное сопротивление нихрома 1,0-1,1·106 Ом·м, плотность — 8200-8500 кг/м3, температура плавления — 1100-1400 °C. Нихром обладает высокими рабочей температурой (до 1100 °C) и механической прочностью (предел прочности при растяжении 0,65-0,70 ГПа). Данный сплав хрома и никеля используется для изготовления нагревательных элементов лабораторных и промышленных электрических печей, плиток, паяльников.

Как навить спираль из нихрома

Изготовить спираль из нихромовой проволоки можно в домашних условиях.

Для этого нужно подобрать проволоку подходящей марки и рассчитать:

• длину проволоки;
• шаг навивки спирали;
• количество витков.

Длину одного витка определяем по формуле:

l=π(D+d/2)=3,14(5+0,55/2)=32 мм.

Количество витков:

N=L/l=13 200/32=412 витков.

• d — диаметр проволоки;
• L — длина проволоки;
• I — длина витка;
• D — диаметр стержня для навивки.

Количество витков проволоки при навивке на трубчатый стержень D=10 мм составляет 412 шт.

На практике редко занимаются навивкой спиралей в домашних условиях. Проще купить нагревательный элемент с требуемыми параметрами в специализированном магазине.

Кустарная намотка спирали.

Температурный коэффициент сопротивления

Удельное сопротивление сплава меняется при нагревании или охлаждении материала.

Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) нихрома определяется как отношение изменения электрического сопротивления к изменению температуры в градусах Кельвина, взятые в минус первой степени (Кˉ¹).

ТКС нихрома определяется по формуле: α= (R1 — R2) / R1 Х (T1 — T2), где:

• R1 — величина сопротивления при начальной температуре;
• R2 — при конечной температуре;
• T1 — температура начальная;
• T2 —температура измененная;
• (R1 — R2) — разница электрических сопротивлений;
• (T1 — T2) — разница температур.

Нагревание на 100°С повышает электрическое сопротивление нихрома на 2%.

Какие преимущества и недостатки Нихрома

Выделим наиболее значимые плюсы:

• сопротивление Нихрома на порядок выше других материалов; • жаростойкость, способность сохранять прочность при нагреве; • неплохие показатели механической стойкости; • пластичен, свариваем, хорошо обрабатывается; • стойкий к неупругой деформации при нагреве больше 400 градусов из-за высокого давления (крипоустойчивость); • отсутствие магнитных свойств.

К недостаткам материала относятся:

• большая цена Нихрома; • порог рабочей температуры ниже, чем в схожих материалах.

Производство Нихрома достаточно трудоемкое и энергозатратное, что сказывается на его цене.

Нихром 60 против нихрома 80

Свойства нихрома определяются количественным соотношением никеля и хрома в сплаве.

Чем больше никеля в сплаве, тем выше его максимальная рабочая температура:

• для нихрома Х20Н80 этот показатель равен 1200°С;
• для сплава Х15Н60 — до 1125°С.

Следующим важным показателем является пластичность. Она влияет на обрабатываемость металла.

Сплав нихром 60 был создан за счет уменьшения количества никеля в сплаве и увеличения модифицирующих добавок для снижения стоимости нагревателей.

Использование более дорогого сплава марки Х20Н80 оправдано при эксплуатации приборов в условиях предельно высоких температур.

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.

Влияние температуры и обработки на удельное сопротивление

Благодаря сопротивлению металла, противостоящему потоку электричества, нагреватели из нихрома генерируют тепло.

Показатели могут меняться в зависимости от разных факторов:

1. Температуры сплава. При повышении температуры с 20°С до 650°С удельное сопротивление увеличивается примерно на 8%.
2. Методов изготовления и обработки. Сопротивление меняется после отжига и быстрого охлаждения:

• Х20Н80 – увеличение на 6%;
• Х30Н70 – увеличение на 4%;
• Х15Н60 – увеличение на 2%.

Сплав Х20Н35 удельное сопротивление при обработке и изменении температуры практически не меняет.

Способность к изменению удельного сопротивления зависит не только от состава сплава, но и от размера сечения нагревателя. Элементы меньшего сечения сильнее реагируют на изменение температуры сплава, чем массивные части.

Пайка нихрома

При длительном использовании электронагревательных приборов или перегреве спираль из нихрома может перегореть.

Соединить элементы из нихрома между собой, а также со сталью, медью или их сплавами можно пайкой, с помощью олово-свинцового припоя ПОС 50 или ПОС 61.

Кроме того, используют флюс из смеси технического вазелина (100 г), глицерина (5 г) и порошка хлористого цинка(7 г), перемешенного до кашицеобразного состояния.

Пайка выполняется в следующем порядке:

• соединяемые элементы зачищаются абразивной шкуркой;
• выполняется обезжиривание с помощью десятипроцентного спиртового раствора хлористой меди;
• детали обрабатываются флюсом;
• проводится лужение концов проволоки;
• выполняется пайка.

Лужение можно выполнять с помощью обычной лимонной кислоты. Для этого небольшое её количество насыпают на деревянную подставку, на порошок кладут зачищенные концы соединяемых деталей и нагревают паяльником. Кислота плавится, покрывая тонким слоем поверхность металла.

Для удаления остатков лимонной кислоты концы провода еще раз лудят с помощью канифоли.

Пайка выполняется припоями ПОС 40/50/61.

Ремонт перегоревшей нихромовой спирали с помощью припоя не подходит для приборов, нагрев которых превышает 300°С.

Пайка нихрома.

Чем можно заменить нить из нихрома

Современным аналогом нихрома является фехраль (FеСгАl) — сплав железа, хрома и алюминия.

Фехралевые нагреватели используются в машиностроении, литейной промышленности, производстве стекла и керамики, других отраслях.

Материал поставляется в виде проволоки, нити, спиралей различного диаметра или готовых нагревательных элементов.

К преимуществам фехралевых нагревателей, по сравнению с нихромовыми, относятся:

• отсутствие окалины;
• меньшая плотность;
• больший срок эксплуатации (в 2-4 раза);
• стоимость ниже нихрома в 2-3 раза.

Защиту нагревательных элементов из фехраля обеспечивает алюминиевая пленка. При работе в безокислительной среде защитную пленку следует восстанавливать с помощью отжига на воздухе (в окислительной среде).

При температуре свыше 900°С металл становится зернистым и хрупким.

Нагревательные элементы из фехраля необходимо размещать на керамических трубках, так как при температуре свыше 800°С спирали могут деформироваться даже под собственным весом.

Проволока фехраль 0,5 мм Х23Ю5Т.

Нихром Х20Н80, Х15Н60, фехраль Х23Ю5Т — области применения, химический состав, свойства.

Х15Н60 и Х20Н80 — это широко применяемые прецизионные сплавы хрома и никеля с высоким электрическим сопротивлением. Никель (Ni) — основной металл, входящий в состав данных сплавов. Его доля в нихроме составляет 55-78%. На втором месте по количеству идет хром (Cr) — 15-23%. Помимо вышеуказанных составляющих нихром Х15Н60 и Х20Н80 также включает кремний (Si), алюминий (Al), фосфор (P), марганец (Mn), титан (Ti), углерод (C), железо (Fe), сера (S).

Нихром обладает свойствами, которые определяются его основными элементами — никелем и хромом. Никель имеет свойство растворять в себе большое количество других металлов, сохраняя при этом хорошую пластичность. Также данный металл обладает хорошей коррозионной стойкостью в жидких и газообразных средах и, как отмечается выше, имеет хорошую пластичность, жаростойкость. Хром, в свою очередь, обладает высокой жаропрочностью, твердостью и также устойчив против коррозии. Таким образом, нихром сочетает в себе хорошую жаропрочность, жаростойкость и пластичность, а также имеет высокое сопротивление коррозии.

Свойство жаростойкости определяет максимальные рабочие температуры , которые позволяют использовать нихром. Для нихрома Х20Н80 — до 1200 С (в зависимости от диаметра проволоки), для нихрома Х15Н60 — до 1125 С (в зависимости от диаметра проволоки) в соответствии с ГОСТ 12766.1-90. Влияние количества никеля в сплаве можно увидеть по данной характеристике. Чем больше никеля содержит нихром, тем большую максимальную рабочую температуру имеет последний.

Другим свойством, достойным внимания, является пластичность. Она относится к технологическим свойствам, которые показывают, каким видам обработки (точение, волочение, штамповка, сварка и т.д.) может подвергаться данный материал. Нихром имеет хорошую пластичность, что дает возможность получать такие виды продукции, как нихромовая проволока, а также лента нихромовая, в том числе тонкая проволока. Нихромовую проволоку получают с помощью обработки давлением, а именно, применяя волочение.

Следующими важнейшими физическими свойствами нихрома являются малый температурный коэффициент электрического сопротивления и высокое удельное электрическое сопротивление. Данные свойства в совокупности с высокой жаростойкостью определили применение нихрома в виде ленты и проволоки для изготовления высокотемпературных нагревательных элементов.

Нихром Х20Н80 и Х15Н60 (нихромовая лента и проволока нихромовая) используются в основном в электротехнике. Его применяют при создании реостатов в нагревательных приборах; проволочных и ленточных резисторов; электронагревательных элементов, электронагревателей, длительно работающих на воздухе при температуре до 1250 С. Также рекомендуется применять нихром при изготовлении нагревателей электротермического оборудования повышенной надежности. Х15Н60 кроме всего прочего используется при создании непрецизионных резисторов.

Фехраль Х23Ю5Т содержит 22-24% хрома (Cr) и всего лишь до 0.6% никеля (Ni). Это железохромоалюминиевый сплав. Отсутствие в больших количествах никеля делает фехраль более дешевым материалом по сравнению с нихромом. Однако, фехраль менее технологична — из нее нельзя изготовить тонкую фехралевую проволоку. В общем, два этих сплава очень похожи и имеют одинаковое применение.

Среди различной продукции наибольшее распространение получили нихромовая проволока, лента Х20Н80 и Х15Н60 и фехралевая проволока Х23Ю5Т.

Изоляция нихрома силиконовым многожильным кабелем

Термостойкий нагревательный кабель в силиконовой изоляции на основе ленты или проволоки марки Х20Н80 используют в различных нагревательных системах и установках теплового воздействия.

Для изоляции проволоки или ленты из нихрома используют в основном двухслойную силиконовую изоляцию.

Основу изоляционного материала составляет силиконовый каучук, получаемый на базе высокомолекулярных кремнийорганических соединений. По внешнему виду изоляция похожа на обычную резину, но отличается от нее более высокими техническими показателями:

• устойчивостью к высоким напряжениям — напряжение пробоя составляет 5 000 Вольт;
• стойкостью к агрессивным средам и атмосферным воздействиям;
• огнестойкостью — материал не горит и не выделяет токсичного дыма при горении;
• рабочими температурами от -60°С, до +180°С;
• повышенной прочностью и долговечностью.

Силиконовая изоляция выдерживает кратковременное повышение температуры до 220°С без изменения структуры и качества покрытия. Не разрушается под действием ультрафиолета и радиоактивных излучений. Не теряет своих качеств под воздействием ионизирующих излучений до 20 Мрад (20 х 106 кДж/кг).

Для изготовления термостойкого греющего кабеля используется в основном двухслойная силиконовая изоляция.

Нихром в изоляции.

Требования к эксплуатации

Чтобы обеспечить длительный срок службы изделий из нихрома, важно соблюдать определенные правила:

• для предотвращения перегрева не допускается намотка нагревательного кабеля на каркас в несколько слоев;
• изгиб токоведущей жилы в кабеле не должен превышать пяти ее диаметров.

Целостность проводника можно восстановить путем механической скрутки, резьбовых зажимов или муфт, пайки или сварки.

При первом включении прибора с нагревательным кабелем из нихрома может выделяться небольшое количество дыма из-за выгорания остатков масла.

Спираль нихромовая