Что такое нихромовая проволока

Нихром-проволока: характеристики и области применения

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.

Удельное сопротивление, Ом*м

Диаметр проволоки-нихрома определяет ее сечение, вес мотка и соответственное объективное сопротивление.

Площадь сечения, мм 2

Таким образом, вес проволоки (нихром) на 100 метров продукции прямо пропорционален ее размерам, а диаметр и площадь сечения – обратно пропорциональны фактическому сопротивлению.

Рабочая температура зависит не только от химического состава, но и от параметрических характеристик.

Рабочая температура, ˚С

диаметр продукции, мм

Диаметр проволоки, изготавливаемой производителями, представляется в пределах 0,05-12 мм, а ленты – 0,15-3,2 мм.

Применение

Качество всегда оправдывает стоимость. То же касается и сплава нихром. Проволока и ленты из этого материала имеют широкое использование в тех сферах, где любые другие металлы не смогли бы их заменить. Высокое электрическое сопротивление, стойкость к окислению, качественные механические характеристики, в том числе для агрессивных сред, высокотемпературные условия работы – все это позволяет использовать его в различных сферах.

• Термопары металлургических электронагревательных печей.
• Конструкционные элементы для индукционного металлоплавильного оборудования.
• Промышленные вентиляционные сушки.
• Детали котлов и теплообменников.
• Электротехническое производство: резисторы и реостаты.
• Некоторые электроды для сварки.
• Одножильные и многожильные электрические провода.

Является основным конструкционным элементом для всех современных бытовых приборов:

• ТЭНы в электрических чайниках, бойлерах, кипятильниках, обогревателях.
• Нагревательные элементы в фенах, плойках, утюгах.
• Автомобильные свечи и системы обогрева.
• Электронные сигареты.

Пожалуй, цена – единственный недостаток материала нихром. Проволока двухкомпонентного типа никель-хром будет более дорогая. Содержание железа и снижение количества никеля, в свою очередь, регламентируют меньшую стоимость, однако не предоставляют тех возможностей, что Х20Н80. Выбор зависит от технических потребностей.

Выбирая продукцию из нихрома, актуально оперировать информацией о химическом составе интересующей марки, ее электропроводности и сопротивлении, физических характеристиках диаметра, сечения, длины. Немаловажно интересоваться документацией соответствия, а также уметь визуально отличить сплав от его «конкурентов». Правильно выбранный материал – залог надежности техники и технологии его задействования.

Нихром: свойства и области применения

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 ( 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.

Применение нихромовой нити и ее свойства

Выносливый материал применяют во всех сферах деятельности. Обладая устойчивыми и повышенными характеристиками пластичности, твёрдости, высокими температурными сопротивлениями, стойкости к окисляемости, даёт возможность широкого применения во всех областях промышленности, а также в быту.

Изготовление нихромовой проволоки

Нихром — это сплав двух металлов: никеля и хрома. Дополняется добавками: железом, алюминием, фосфором и серой для достижения требуемого качества. Бывает разных марок в зависимости от составляющих.

Из сплавов на основе нихрома, ферронихрома и фехраль производят проволоку методом вытягивания под давлением. Технология протяжки проходит без дополнительного подогрева заготовок. Для того чтобы проволока была мягкой, ее подвергают обжигу в термических печах и охлаждают естественным путем. Устанавливается регламент по качеству ГОСТами. Хром придаёт прочность и твёрдость, никель — пластичность. От количества никеля в сплаве зависит температура. Максимальная температура 1300 градусов.

В промышленной отрасли больше применяются две марки:

Х20Н80 и Х15Н60;

Х20Н80 — Х ­- хром, 20 — наличие хрома в процентах; Н — никель, 80 процентов содержание никеля.

Этот материал используют в изготовлении электронагревательных и резистивных элементов и промышленных электронагревательных приборов, в лабораториях, печах, в изделиях домашнего обихода, аппаратах теплового действия.

Высокая сопротивляемость электрическому току даёт возможность уменьшить вес и размеры электронагревателей. Чем толще проволока, тем больше теплоотдача. При нагревании до максимальной температуры металл остаётся в неизменной форме, не теряет свои качества. Сплав не поддаётся коррозии, ржавчине; устойчив к агрессивным средам.

Достоинства нихрома

К главным преимуществам можно отнести:

1. высокое электрическое сопротивление;
2. высокая жаростойкость и жаропрочность;
3. отличные механические свойства;
4. пластичность и свариваемость, даёт лёгкую обработку изделия;
5. устойчивость к деформации под действием высокого давления при температуре выше 400 °C;
6. относится к немагнитным материалам.

Недостатки материала

Помимо достоинств, металл имеет и свои минусы:

1. высокая стоимость;
2. нагревательная температура недостаточная, в других сплавах она значительно выше.

Приобретение и выбор

Продают готовые изделия с различными намотками. Нить исполнена в виде проволоки, ленты, фольги.

Для приобретения проволоки можно сделать заказ в ведомстве по изготовлению металлопроката. Достаточно уточнить телефон и позвонить. Интернет предоставит все доступные сведения. Рассмотрим другие варианты приобретения проволоки:

• магазины, специализирующиеся на нагревательных элементах;
• магазины, торгующие хозяйственными товарами;
• на рынке;
• в своём доме из старых электронагревательных приборов.

Широкое применение нашла нихромовая нить в медицине. Имеет свойства не окисляться, используется при пластических операциях, в хирургии при внутриполостных действиях.

Изделия получили применение в фармакологических институтах, исследовательских лабораториях. При станковой фигурной резке из нихрома изготавливают струны. В домашнем обиходе изготавливают струнные приспособления для нарезки деревянных фигурок. Дома с наличниками, имеющие красивый старинный орнамент, выполнены такими самодельными струнными инструментами из нихромовых нитей.

В домашних приборах

Источниками нихромовой нити могут стать вышедшие из применения домашние электронагревательные приборы, такие как:

1. Фен;
2. Электрощипцы для завивки волос;
3. Спираль электроплитки;
4. Электропаяльник;
5. Лампочка (лампочка Ильича).
6. Электронагревательные элементы микроволновки;
7. Печь электрическая, плита и в духовка;
8. Обогреватель;
9. Нагревательный элемент стиральной машинки.

Обращаем внимание на маркировку при выборе:

• Н — товар для нагревательных элементов;
• С — материал повышенного сопротивления;
• ТЭН­­ — трубчатые электронагреватели.

Чтобы узнать, точно ли элемент состоит из нихрома, достаточно проверить это с помощью обычного магнита: нихром притягивается к магниту. Если же притяжения нет, деталь, скорее всего, выполнена из иного сплава.

Для чего нужна нихромовая проволока и где ее взять или купить?

Наша страна никогда не испытывала недостатка в «народных умельцах». Сообразительность и изобретательность всегда являлись отличительными чертами русского человека. Один из вопросов, которые волнуют многих современных «Кулибиных» – где взять необходимое количество нихромовой проволоки? Но сначала разберемся, чем же она так привлекает отечественных «самоделкиных»?

Что это за материал? По сути, это особый сплав с повышенной концентрацией таких химических элементов, как никель и хром (отсюда и название проволоки). Она может иметь сечение самой различной конфигурации (круг, трапеция, квадрат, овал) и диаметра (от долей «мм» до нескольких «см»).

Почему «нихром» так ценится?

Во-первых , он не ржавеет, а коррозия, как известно – «больное место» большинства металлов и сплавов.

Во-вторых , проволока из этого материала характеризуется повышенным сопротивлением электрическому току. Следовательно, чтобы получить одинаковое количество выделяемого тепла при включении в эл/цепь, «нихрома» (в погонных метрах) понадобится в несколько раз меньше, чем, скажем, стали. Отсюда и уменьшение веса прибора (приспособления), и возможность миниатюризации конструкции (уменьшения габаритов).

В-третьих , нихромовая проволока не изменяет своих свойств, не деформируется, не «горит» при высоких температурах.

В-четвертых , она эластична, и ей можно придать любую форму.

Где применяется такая проволока? Честно говоря, всего и не перечислить, особенно если вести речь о производстве. Поэтому в качестве примера отметим только несколько вариантов ее использования в быту:

• станки для разрезания пенопластов;
• приспособления для выжигания по древесине;
• системы обогрева стекол «авто» и зеркал заднего обзора;
• простейшие бытовые обогреватели, более известные как «козлы»;
• печи для обжига (при самостоятельном изготовлении керамики);
• для разогрева некоторых видов металлов (в домашних кузнях);
• самодельные сварочные аппараты.

Где взять?

Вот мы и подошли к этому риторическому вопросу. Рассмотрим все возможные варианты.

Заказать . Сейчас практически в каждом более-менее крупном населенном пункте есть справочная по услугам и товарам. Оператор подскажет, какая организация готова продать «нихром» и даст контактные телефоны. Соответствующую информацию можно найти и в Интернете.

Но шансы на приобретение невелики. Вряд ли кто-то возьмется поставлять материал, если речь идет всего лишь о полутора-двух метрах проволоки. Организации, как правило, занимаются только оптовыми продажами. Но позвонить и уточнить все-таки имеет смысл.

Купить . Здесь также свои варианты.

• В другом городе (услуга «товары – почтой»). Но в этом случае придется доплатить и за пересылку.
• В специализированных магазинах. Называться они могут по разному – «Радиодетали», «Умелые руки» и тому подобное. В принципе, можно и найти. Как правило, все «частники», торгующие запчастями (радиодеталями), друг друга хорошо знают. Поэтому, если у кого-то проволоки и нет в наличии, он может подсказать, где ее купить. Главное – найти «общий язык» с Продавцом.

Кстати, приобрести такую проволоку можно и в обычном хозяйственном магазине. Спирали для эл/плит делаются из того же «нихрома».

• На базаре. В каждом населенном пункте есть места, где народ продает все, что угодно. Такие «точки» называются по-разному – «барахолка», «развал», «блошиный рынок». Нужно только не пожалеть времени и походить, посмотреть, поспрашивать. Все зависит от того, в каком объеме нужен «нихром». Наверное, это самый перспективный путь поиска, тем более, если материала нужно немного.

Причем, не обязательно искать именно проволоку, свернутую в бухту. Можно приобрести и какой-нибудь старый прибор. Например, лабораторный реостат, известный всем еще с уроков физики. Сам по себе он, может быть, для нас ценности и не представляет, но на нем намотано некоторое количество «нихрома» определенного сечения.

Вывод

Купить или достать иным способом нихромовую проволоку можно. Необходимо лишь проявить инициативу и испробовать все указанные выше способы.