Нихромовая проволока что это такое

Нихром представляет собой сплав из 80% никеля и 20% хрома с температурой плавления близкой к 1400 C. Он имеет серый цвет и является устойчивым к коррозии. Из-за его высокой стойкости и трудного окисления при высоких температурах, он широко применяется в производстве. Проволока нихром — это резистивный материал, которая используется для улучшения высокотемпературных характеристик многих материалов при очень высоких температурах, где другие токопроводящие металлические элементы работать не могут.

Что такое нихром

Нихромовый сплав обладает хорошей способностью сопротивляться потоку электронов. Эти уникальные свойства делают его пригодными для применений в нагревательных элементах фёнов и тепловых пушек. Он обладает высокой стойкостью к окислению, что также делает его подходящим материалом для нагревательной техники. Нихромовая проволока наматывается в катушки с определенным электрическим сопротивлением нихрома, через который пропускается ток для производства тепла.

Никелево-хромовый сплав в соотношении 90/10 используют в термопарах в сочетании со сплавом Ni / Al 95/5. Эта комбинация называется хромель-алюмель, представляет нагревательные элементы с максимальной рабочей температурой 1100 C и подвержен дрейфу в области 1000 C из-за окисления. Этот эффект устраняют добавлением кремния. Коммерческие сорта включают Nicrosil (содержащий 14% Cr и 1,5% Si) и Nisil (содержащий 4,5% Si и 0,1% Mg).

Как выглядит нихром

Никелево-хромовый металл в соотношении 80/20 относится к высокотемпературному коррозионностойкому сплаву, применяемого для деформируемых и литых деталей, поскольку он имеет лучшую стойкость к окислению и горячей коррозии в сравнении с дешевыми железо-никель-хромовыми сплавами.

Свойства и характеристики сплава

Металл никель-хром показывает, что хром хорошо растворим в никеле с максимальным показателем – 47% при температуре кристаллизации эвтектики 1145C и падает до 30% при комнатных условиях.

Введение небольших количеств ( 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

Марки сплава установлены государственными нормами ГОСТ 10994-74, ГОСТ 12766.1-90 и ГОСТ 8803-89. Самыми популярными марками сплава являются: Х20Н80 и Х15Н60.

Расшифровка маркировки нихромового сплава на примере Х20Н80:

• Х – содержание Cr;
• 20 – величина в %;
• Н – содержание Ni;
• 80- в %.

В обозначении могут быть дополнительные буквы, например, для сплава Х15Н60-ВИ, буквы «ВИ» говорят, о том, что сплав был изготовлен с помощью вакуумно-индукционной плавки. Для сплава Х15Н60-Н, буква «Н» сообщает о том, что в нем присутствует цирконий, для увеличения надежности и стойкости нагревателя, при максимальных рабочих температурах.

Другие обозначения продукции из сплавов:

• Н — используют для греющих элементов, с толщиной большее 0.2 мм;
• С — проволоку допускается применять, как элемент сопротивления в конструкциях механизмов;
• ТЭН — нить используют для электронагревателей сухого типа.

Сфера применения

В зависимости от применения мировой рынок сплавов нихрома можно разделить на архитектурные, автомобильные, электронные, аэрокосмические и другие. Нихромовые сплавы используются для изготовления монеля из железа и стали, для производства нержавеющей стали. Сплавы нихрома используются в архитектурных целях, таких как свинец для водопроводных труб, кровли и окон.

Нихром используется в передачах, карданных валах, специальных транспортных средствах для работы в зоне с низкими температурами или интенсивного износа. Он также используется в специальных инженерных целях. Сплавы нихкрома в основном используются для нагрева электрическим сопротивлением. Они обладают высокой электрической стойкостью, хорошей прочностью и пластичностью при рабочих температурах.

Это вещество используется в керамических работах. Он служит для обеспечения внутренней структуры поддержки и помогает удерживать формы глиняных скульптур мягкими. Из-за его устойчивости к высоким температурам он используется, когда куски глины обжигают в печах.
Нихромные проволоки используются для проверки цвета пламени в неосвещенных частях катионного огня от катионов натрия, меди, калия и кальция.

Нихром также используется в микробиологических лабораториях и для создания термопар.

Стоимость нихрома

Исходя из географии, мировой рынок сплавов нихрома можно классифицировать по Азиатско-Тихоокеанскому региону, Европе, Северной Америке, Латинской Америке, а также на Ближнем Востоке и в Африке. Северная Америка и Европа являются основными рынками для сплавов нихрома, что обусловлено ростом аэрокосмической и электронной промышленности. Производственные компании Nichrome в Азиатско-Тихоокеанском регионе и Латинской Америке вкладывают значительные средства в исследования и разработки нихрома в Азии.

Стоимость продукции нихрома в виде :

• Проволока 0.8 мм Х20Н80 – 1 990 руб./кг;
• Проволока 2.0 мм Х20Н80 -2 050 руб./кг;
• Лента #1,0х15 мм Х20Н80 – 1 990 руб./кг;
• Проволока нихром 1.5 мм Х15Н60 – 1 590 руб./кг.

Нихром Bibus Metals

Основными игроками, работающими на мировом рынке сплавов нихрома, являются American Elements, Bibus Metals, VDM Metals, Crown Alloys, Wickeder Westfalenstahl GmbH, Tri Star Metals и другие. Эти компании составляют значительную долю рынка сплавов и лома нихрома, таким образом, на рынке наблюдается острая конкуренция.

Российские производители нихрома: Волгоградский сталепроволочноканатный завод, ГРЭЙС-1000 (Москва), Западно-Уральское промышленное снабжение (Пермь), Индекс-ВК (Екатеринбург), Каменск-Уральский завод, Металлокомерция (Москва), Проммет(Москва), Промснабметалл АГ (Москва), Уральский Завод Прецизионных Сплавов.

Сплав под интересным названием нихром имеет в составе хром и никель. Ряд уникальных свойств сплава и огромная польза позволяют тому широко применяться в промышленности, и быть востребованным на рынке. Даже несмотря на высокую стоимость.

Что представляет собой нихром?

Нихром представляет собой устойчивый к коррозии сплав, состоящий из 2-х металлов – никеля и хрома, и добавок (марганца, серы, алюминия, фосфора, железа и др.). Сплав обладает устойчивостью к температуре до +1300 ⁰C, а пластичность позволяет использовать его для производства электронагревательных и резистивных элементов, разных прокатов и проволоки (нити). В зависимости от состава, нихром делится на определенные марки.

Характеристики и свойства нихромовой проволоки

Производство нихромовой проволоки ограничено двумя основными марками: X15H60 и X20H80. Характеристика и свойства каждой марки отличаются.

X20H80 характеризуется:

1. Составом из 25 % хрома, 75 % никеля, 1 % железа.
2. Удельным сопротивлением 1,13 Ом·мм 2 /м (для проволоки диаметром свыше 3 мм).
3. Температурой работы 1250-1300 ⁰C.

Плотность X20H80 составляет 8500 кг/м³, удельная теплоемкость – 0,44 кДж/(кг·К).

X15H60 уступает X20H80 по технической характеристике:

• температура работы – 1000-1100 ⁰C;
• состав – 18 % хрома и 60 % никеля;
• удельная теплоемкость – 0,46 кДж/(кг·К);
• плотность 8200-8500 кг/м³;

Удельное сопротивление данной марки составляет 1,12 Ом·мм 2 /м.

Небольшое содержание железа в X20H80 позволяет нити проявлять сопротивление коррозии и износу. В отличие от X15H60, более подверженной коррозии. Однако эта марка служит производством образцов, сечение которых отличается большей пластичностью и меньшей площадью.

СПРАВКА. Как присадочный элемент, обе марки могут включать в себя алюминий, марганец, титан, кремний, железо и цирконий. При этом наличие железа повышает магнитные свойства сплава.

Где используется нихромовая проволока

Пластичность, стойкость к агрессивным веществам и высокий предел текучести находят применение нихрому в индустриальном производстве и ряде промышленных областей, где широко используются электронагревательные печи. Нашел сплав применение и в электрических печах, температура нагревания которых предельно высока.

Используют проволоку и в других областях:

• в сварочных аппаратах самодельного производства;
• в печах для сушки и обжига;
• для станков, нарезающих пенопласт;
• в системе обогрева стекол и зеркал автомобиля;
• в приборах, где необходима повышенная степень надежности, и др.

Такое свойство сплава, как прочность, обеспечило нихромовой проволоке место во всех средах, где не обойтись без химикатов, жары и высоких температур.

Достоинства сплава

К достоинствам сплава относятся:

• жаропрочность и стойкость;
• отличное электросопротивление;
• пластичность;
• свариваемость;
• легкая обработка изделия;
• устойчивость к деформации при высокой температуре (выше 400 ⁰C) и давлении;
• принадлежность к немагнитным сплавам.

Кроме того, нихром имеет не одно механическое качество в виде достоинств. И малый вес.

Как определить нихром?

Нихром, как материал чуть серебристого или белого цвета, распознать непросто. К тому же, он часто имеет темно-серый оттенок, связанный с оксидной (окислительной) пленкой.

Однако определить внешний вид материала возможно по признакам:

• тёмно-зеленая пленка на поверхности;
• превращение проволоки в спираль после нагрева.

Последний признак говорит о высокой стойкости нихрома к деформации.

ВНИМАНИЕ. Сохранить качественные характеристики нихромовой проволоки поможет режим чередования длительного и кратковременного использования нити.

Где найти проволоку из нихрома?

Самый простой способ найти проволоку из нихрома – обратиться в специальный магазин (вейп-шоп). Правда, нихромовая нить там стоит недешево, и за 1 метр придется выложить приличную сумму.

Есть и другие варианты, где можно найти проволоку из нихрома:

• радиорынки;
• паяльники;
• фены;
• обогреватель, изготовленный по типу вентилятора;
• электроплита с открытой спиралью;
• интернет.

Возможность обнаружить металл на радиорынке не слишком велика, в сравнении с паяльником (работающим или неисправным). Паяльное устройство можно обнаружить в гараже, или в магазине “Фикс Прайс”, где изделие стоит копейки. Чтобы найти искомое, устройство необходимо разобрать и вытащить оттуда проволоку. Как правило, нихромовая нить в паяльнике тонкая. Определить ее сечение поможет намотка в 10 витков на карандаш. Длина намотанной проволоки достигает до 2,5 м.

Варианты с феном и обогревателем обойдутся дороже. Тяжелее всего достать проволоку из электроплиты.

Чтобы не ходить на рынок, и не искать проволоку из нихрома в магазине, можно найти в интернете информацию о продаже металла, или вещей, его содержащих.

Кстати, никель в составе сплава влияет на цену проволоки.

Чем можно заменить?

Нагревательные элементы в электрических приборах часто нуждаются в замене. Обычно заменой нихромовой нити служит рабочая спираль. Ее легко найти в чайниках, электроплитках, утюгах и других приборах.

Еще один вариант замены – нержавеющий материал. В быту давно доказано, что нержавейка обладает тем же сопротивлением, что и нихром, плюс переигрывает тот в плане окисляемости.

Особенности пайки

Особенности пайки нихрома таковы:

1. Использование для припоя оловянно-свинцовых материалов ПОС 50 и ПОС 1.
2. Тщательная подготовка флюса.
3. Правильная обработка рабочей поверхности.

Перед пайкой рабочую поверхность очищают наждачной бумагой, и обрабатывают ваткой, пропитанной спиртовым раствором хлористой меди. Далее накладывают флюс, и приступают к процессу.

ВАЖНО. Флюс приготовляют при смешении нескольких элементов: 100 г технического вазелина, 5 г глицерина и 7 г порошка цинка хлористого.

При лужении нихрома с медными выводами лучше использовать 2-3 г лимонной кислоты. Этого хватит, чтобы обслужить один провод. Для удаления кислоты провод нужно положить на канифоль, окунуть, и использовать паяльник для дальнейшей работы.

Современная техника ставит серьезные требования к показателям соответствия ее составных материалов реальным условиям работы. Одним из высокотехнологичных сплавов является нихром. Проволока и приборы, содержащие ее, отличаются стойкостью к агрессивным обстоятельствам функционирования.

История открытия

Сплав представляет собой соединение никеля с хромом, с вариациями добавления железа, марганца, алюминия, силиция.

Изначально имел два пути зарождения. Корни лежат в научных исследованиях относительно легирования металлов и модификации их свойств. Ni и Cr – составляющие высококачественных коррозионностойких и жаропрочных сталей.

Как двухкомпонентный сплав из никеля и хрома, он был открыт в 1906 году в США. Сегодня применяются его различные модификации, в том числе трехкомпонентные на основе железа.

Основные свойства

Материалом для современной нагревательной техники бытового и промышленного назначения является, несомненно, проволока нихром. Свойства ее соответствуют наивысшим технологическим требованиям.

1. Удельное электрическое сопротивление: в пределах 1100-1400 Ом*м.
2. Температура плавления – около 1400˚С, что позволяет функционировать при 800-1100˚С. Предельно допустимое значение для работы зависит от состава. Так, содержание железа снижает ее до 850-900˚С, для чистого двухкомпонентного она равна 1100˚С.
3. Плотность: 8000-8500 кг/м 3 .
4. Высокая прочность (σ_в=650-700 МПа); показатели сохраняются в условиях кислотной агрессивной среды и значительных температур.
5. Хорошая пластичность вместе с показательной твердостью позволяет производить прокатывание и волочение.

Отличительные характеристики

Среди наиболее востребованной электротехнической продукции на рынке – проволока нихром. Удельное сопротивление этого компонента электронагревательной техники исключительно высоко, что позволяет иметь широкий спрос.

Важной особенностью металла является стойкость его к высокотемпературному окислению в нормальных и агрессивных условиях. Ключевую роль тут играет хром. Элемент образовывает на поверхности соответствующую оксидную пленку, которая осуществляет защитную функцию. Она же отвечает за соответствующий темный цвет материала, который сменяется характерным бело-серым при механическом снятии окисленного слоя.

Стоит отметить, что непосредственный контакт с кислотами все же разрушает его, даже более, чем коррозионностойкий вольфрам.

Двухкомпонентный сплав не имеет магнитных характеристик. Они возникают для многокомпонентных его модификаций, однако имеют ослабленные показатели.

Нихромовая проволока отличается жесткостью, не поддается простому силовому влиянию.

Систематизируем информацию о том, как определить проволоку нихром, преимущественно, как отличить ее от внешне похожих материалов:

1. Белый цвет нового металла, темный – ранее проработанного.
2. Отрицательная или минимальная магнитность.
3. Жесткость.
4. Разрушение под действием кислот, устойчивость к окислению под влиянием высоких температур.

Марочная номенклатура

Существующие марки отличаются по составу, представляют ассортимент сплава нихром. Проволока имеет широкое использование, которое определяется индивидуальными свойствами каждого.

• 1 группа – резисторный материал: Х20Н80, Х20Н73ЮМ-ВИ, Н80ХЮД-ВИ, Х15Н60.
• 2 группа – металл для нагревательных элементов бытового и промышленного назначения с повышенными характеристиками жаропрочности: Х20Н80-Н-ВИ, Х15Н60-Н, ХН70Ю-Н, Х20Н80-Н, ХН20ЮС.
• 3 группа – для работы при температурах до 900˚С: Н50К10, Х25Н20.

При этом диаметр проволоки нихрома первой группы составляет 0,009-0,4 мм, а для второй – 0,2-7,5 мм.

«Сородичами» являются канталы или фехрали – сплавы хрома, алюминия и железа. Они характеризуются также высоким электрическим сопротивлением, стойкостью к жару в пределах 1250-1400˚С, однако меньшей надежностью, хотя и невысокой стоимостью (Х23Ю5, Х13Ю4, Х23Ю5Т, Х27Ю5Т, Х15Ю5).

Расшифровка марок

Свойства и назначение продукции из нихрома определяются ее химическим составом. Рассмотрим основные из них.

• Х20Н73ЮМ-ВИ: хром – 20%, никель – 73%, алюминий – 3%, молибден – 1,5%, марганец – до 0,3%, титан – до 0,05%, железо – 2%, углерод – до 0,05%; выплавлен с помощью вакуумно-индукционного метода;
• ХН70Ю-Н: Cr – 27%, Ni – 70%, Al – 3%, Mn – до 0,3%, Cs – до 0,03%, Ba – до 0,1%, Fe – до 1,5%, C – до 0,1%; предназначен для электронагревательных элементов;
• ХН20ЮС: Cr – 20%, Ni – 20%, Al – 1 %, Zn – до 0,2%, Ca – до 0,1%, Si – 2,5%, Fe – 50%, C – до 0,08% – для нагревателей промышленных печей.

Виды продукции

Выбор любого сплава, который характеризуется качественными технологическими и механическими характеристиками, должен быть обоснованным и регламентированным. Особенно когда речь идет о высокой стоимости. Таким высокотехнологичным и дорогостоящим материалом является проволока нихром. Гост 8803-89, 12766.1-90, 12766.3-90, 12766.4-90 определяет требования, особенности маркировки и применения. В соответствии со стандартами и в зависимости от типажа, металл представлен в продаже в виде проволоки или лент, выбор которых зависит от диаметра, сечения, длины, особенностей использования.

Соответственный прокат является исходным для промышленного изготовления ленточных зигзагов, проволочных спиралей.

Технические параметры

При выборе продукции из нихрома важно учитывать следующие особенности:

• номинальное удельное сопротивление;
• диаметр, сечение и вес;
• фактическое сопротивление и рабочие температурные границы в зависимости от физических параметров.

Номинальные значения основной параметрической характеристики определяются ГОСТом и зависят от марки и состава.