Нихромовая проволока ее характеристики и сфера применения

История нихрома насчитывает более сотни лет. Его изобрел американский инженер и ученый Альберт Марш. Первоначально это был “чистый” двухкомпонентный сплав на основе никеля и хрома в соотношении 80% и 20%. Сегодня существует множество формул, отличающихся процентным содержанием основных элементов и примесей.

Что такое нихром

Под нихромом понимают общее наименование ряда сплавов, в составе которых содержится 55-78% никеля, 15-23% хрома, а также алюминий, титан, молибден, железо. Сортамент включает в себя проволоку, ленту, горячекатаный прокат. Последний поставляется в виде отдельных прутков или бухтой.

Описание нихромовой проволоки было бы не полным без упоминания формы поперечного сечения. Оно может быть круглым, овальным, квадратным, многогранным. Самая распространенная конфигурация – круг.

Особенности

Нихромовая проволока обладает редким набором свойств, которые делают ее практически незаменимой в некоторых областях. Среди отличительных характеристик:

Коррозионная стойкость. Как известно, ржавчина – это слабое место большинства металлических изделий. В этом плане нихром уникален – он не окисляется под воздействием окружающей среды и имеет длительный срок эксплуатации.

Высокое электросопротивление. Удельное сопротивление нихромовой проволоки достигает 1,1-1,4 Ом*кв.мм/м. Если сравнить эти цифры с обычной сталью, то для выделения одинакового количества тепла нихрома (в метрах) понадобится гораздо меньше. Это позволяет сделать конструкции из нихромовых сплавов компактными и небольшими по массе.

Жаропрочность. Двухкомпонентный состав сохраняет работоспособность при температуре 2019 град. При этом отсутствуют температурные деформации.

Нихром – дорогостоящий материал, но его выдающаяся прочность, физические свойства, долговечность оправдывают такую стоимость.

Производство

В основе технологии изготовления лежит обработка давлением с применением дорогостоящего оборудования – станов, прессов, печей. Выделяют 3 способа получения:

  • Прокатывание. Нихром довольно пластичен, что позволяет получать из него проволоку “холодной” прокаткой. Круги больших размеров получают “горячей” прокаткой.
  • Волочение. Представляет собой протягивание заготовок (катанок) сквозь постепенно сужающееся отверстие. Рабочая скорость операции не превышает 25 м/с. После получения требуемого диаметра проволоку подвергают термической и химической обработке.
  • Прессование. Заготовки получают, выдавливая нагретый сплав через отверстия в матрице приспособления.

 Отличия от другой проволоки

Зачастую недобросовестные продавцы под видом нихрома продают похожие внешне материалы. Чтобы не попасться на эту “удочку” и не переплачивать за ненужный вам товар, предлагаем ознакомиться с отличительными чертами нихромовой проволоки:

По фото нихромовой проволоки судить о виде и происхождении материала сложно, но можно. Так, новый материал отличается блестящим, бело-серым оттенком. Продукт, бывший в употреблении, наоборот, имеет темно-серый цвет. Это объясняется наличием оксидной пленки. При удалении окислов цвет нихрома должен смениться на светлый.

Простой практический способ – проверить магнитные свойства. Двухкомпонентная проволока не магнитится, а сплавы с добавлением железа имеют ослабленные магнитные показатели.

Жесткость. Возьмите материал в руки, попытайтесь его согнуть. Нихром ощутимо жестче, чем омедненная или мягкая стальная проволока.


Марки

В промышленности наибольшее применение нашли 2 марки – Х20Н80 и Х15Н60. Цифры, обозначают процентное содержание хрома и никеля соответственно.

Оставшаяся часть – лигатуры. Марка Х20Н80 имеет чуть большую плотность (8,4 гр/куб.см) остальные физические характеристики практически не отличаются.

Назначение

Применение нихромовой проволоки в различных сферах деятельности обусловлено ее преимуществами. В приборостроении ее используют, как узел резисторов, реостатов, нагревателей. Из заготовок большого диаметра налажен выпуск тросов, канатов.

Многие бытовые приборы (тостер, паяльник, утюг) содержат нихром. В медицине нихромовые нити задействуют в пластической хирургии, внутриполостных вмешательствах.

Ловкие “Кулибины” умудряются спроектировать из нихромовых прутков резаки по дереву, устройства для выжигания.

Выбираем нихром

Как выбрать нихромовую проволоку для конкретных задач? Необходимо обращать внимание на 3 критерия:

Маркировка. Присутствие в обозначении буквы “Н” указывает на то, что изделие подойдет для изготовления нагревательных элементов диаметром до 0,2 мм.

Маркировка “С” предупреждает, что область применения – изготовление элементов сопротивления. Аббревиатура ТЭН означает, что нихромовая нить может применяться в производстве трубчатых электронагревателей.

Диаметр нихромовой проволоки. Колеблется от 0,05 до 12 мм. От величины зависит вес мотка и сопротивление. Зависимость проста – чем меньше диаметр, тем больше электросопротивление.

Диаметр проволоки, изготавливаемой производителями, представляется в пределах 0,05-12 мм. Диаметр проволоки-нихрома определяет ее сечение, вес мотка и соответственное объективное сопротивление.

Изготовитель. Обязательно уточняйте, по какому стандарту (ГОСТ или ТУ) произведен продукт. Наличие сопроводительных документов, сертификатов – залог качественного товара.

Фото нихромовой проволоки

Также рекомендуем просмотреть:

  • Особенности холоднокатаного листа
  • Технические особенности горячекатаного листа
  • Инструкция, как выбрать двутавровую балку
  • Выбираем трубы ВГП по уму
  • Как выбрать и рассчитать швеллер
  • Как выбрать и установить фиксаторы для арматуры
  • Стальной рифленый лист
  • Какие лучше столбы для забора
  • Металлическая кровля
  • Размеры металлического уголка
  • Технология вязки арматуры для фундамента
  • Арматурная строительная сетка
  • Какой оцинкованный лист выбрать
  • Какую сетку рабицу выбрать
  • Какие особенности имеет оцинкованная проволока
  • Как выбрать профильную трубу
  • Оцинкованная сварная сетка в рулонах
  • Какая арматура нужна для фундамента
  • Забор из металлического штакетника
  • Композитная стеклопластиковая арматура
  • Стальная низкоуглеродистая оцинкованная проволока
  • Как выбрать и положить профнастил для крыши
  • Какой профлист лучше для забора
  • Все виды колючей проволоки
  • Изготовление и применение стального круга
  • Как выбрать оцинкованный профнастил
  • Как подобрать сварочную проволоку

Среди прецизионных сплавов, подверженных большим перепадам температур, особое место занимает нихром. Благодаря высокой термостойкости, его применение в большей степени оправдывает себя при изготовлении нагревательных устройств и ключевых узлов печного оборудования. Рабочим материалом в данном случае выступает нихромовая проволока определенной марки. Каждая из них отличается процентным соотношением различных легирующих добавок, что позволяет на основе проектных эксплуатационных показателей сделать выбор в пользу того или иного образца, в зависимости от его основных качественных характеристик, главная из которых — сопротивление нихромовой проволоки.

Характеристики нихромовой проволоки

Проволока нихромовая.

Представленный сплав отличается наличием двух основных компонентов – никеля и хрома. В качестве присадочных элементов в состав нихрома могут также входить кремний, алюминий, марганец, железо, титан, цирконий. Количественное соотношение данных лигатур позволяет судить об определённом типе нихрома.

В настоящее время налажено производство двух марок проволок на основе сплавов: Х20Н80 и Х15Н60. Х20Н80 содержит порядка 70-75 % никеля, 20-25% хрома и 0,8-1% железа. Он обладает следующими свойствами:

  • рабочая температура – 1250-13000 С;
  • удельное сопротивление для проволоки диаметром свыше 3 мм. — 13 Ом*мм/м;
  • плотность – 8,5 г/см3;
  • удельная теплоемкость – 0,44 кДж/кг·К.

Незначительное содержание железа в данном сплаве говорит о его низких магнитных свойствах. Это положительно сказывается на его коррозионной устойчивости и износостойкости.

Х15Н60 также характеризуется преобладанием никеля – 60-65% и хрома – 15-18%. Представленный сплав заметно уступает своему аналогу по основным техническим показателям.

  • рабочая температура – 1000-11000 С;
  • удельное сопротивление для проволоки диаметром свыше 3 мм. — 12 Ом*мм/м;
  • плотность – 8,0-8,5 г/см3;
  • удельная теплоемкость – 0,46 кДж/кг·К.

Благодаря большему содержанию железа, концентрация которого может достигать 3%, данный вид нихрома наделён магнитной восприимчивостью, что не позволяет говорить о высокой коррозионной стойкости сплава. Тем не менее, благодаря низкой плотности нихромовой проволоки, выполненной из данного сплава, становится возможным производить образцы с меньшим сечением, отличающиеся большей пластичностью.

Ферронихром отличается высокой механической прочностью и не уступает более легированным сплавам по жаропрочности при эксплуатации в условиях агрессивных сред.

Читайте: как выбрать и установить напольный радиатор отопления.

Рекомендуем ознакомиться с нюансами монтажа кабельного теплого пола своими руками.

Сферы применения нихромовой проволоки

Специфические свойства нихрома нашли своё применение в различных сферах деятельности, как бытового, так и промышленного характера.

Всевозможные разновидности этого сплава используются в качестве нагревательных элементов различных приборов: электрических печей, сушилок, термопар, а также в керамических изделиях, исполняя роль несущего каркаса.

Нихромовая проволока, как основной исполнительный орган электронагревательных приборов, в большинстве случаев представляет собой спираль, через которую пропускают электрический ток заданного значения. Такая форма признана наиболее оптимальной для данных устройств, так как позволяет добиться большей теплоотдачи за счет увеличения длины токопроводящего элемента. Высокая степень пластичности представленного материала существенно увеличивает срок службы таких устройств, ввиду высокой устойчивости к деформациям.

Этот жаропрочный сплав также нашел своё применение в различных измерительных приборах, которые предполагают использование термических элементов проволочного типа. К ним относятся: реостаты, резисторы, тиристоры.

Где же взять нихромовую проволоку в домашних условиях? Этот сплав повсеместно используется в различных бытовых приборах. Их примерами могут служить электрообогреватели, фены, паяльники, тостеры и духовки. Кроме этого, их применяют в электронных сигаретах.

Нихромовая проволока: критерии выбора

Реализация проекта по созданию различных видов электротермического оборудования предполагает тщательный анализ номинальных эксплуатационных параметров, который и послужит отправной точкой в расчете ключевых показателей нихромовой проволоки.

В первую очередь необходимо рассчитать электрическое сопротивление рабочего элемента. Оно зависит от трех физических величин, а именно: удельное сопротивления материала, его длина и площадь поперечного сечения. Формула расчета активного сопротивления выглядит следующим образом: R = ρ · l / S.

Для получения недостающих данных необходимо произвести расчет длины спирали. В зависимости от приложенного на неё напряжения, следует остановиться на наиболее оптимальном значении длины проволоки, её диаметра, а также размера сердечника. Для того чтобы избавить себя от трудоёмких расчетов, можно воспользоваться сводной таблицей, в которой приводятся значения длины спирали, в зависимости от диаметра проволоки и сердечника для нихрома диаметром от 0,2 до 0,5 мм.

D 0,2 мм D 0,3 мм D 0,4 мм D 0,5 мм
D сердечника,

(мм)

Длина спирали

(см)

D сердечника,

(мм)

Длина спирали

(см)

D сердечника,

(мм)

Длина спирали

(см)

D сердечника,

(мм)

Длина спирали

(см)

1,5 49 1,5 59 1,5 77 2 64
2 30 2 43 2 68 3 46
3 21 3 30 3 40 4 36
4 1 4 22 4 28 5 30
5 13 5 18 5 24 6 26
6 20

Представленная таблица применима для расчета длины спирали при использовании напряжения 220 В. Например, для проволоки диаметром 0,4 мм и диаметром сердечника равным 3 мм, длина спирали для бытовой электросети составит 40 см. Стоит отметить, что при помощи данной таблицы не составит труда рассчитать искомое значение для напряжения 380 В. Для этого достаточно подобрать нужные данные и составить пропорцию следующего вида: 220 В – 40 см / 380 В – х.

В том случае, если под рукой не оказалось мерительного инструмента и определить диаметр проволоки не представляется возможным, всегда можно воспользоваться простым, но в то же время действенным способом. Для этого достаточно взять обыкновенный карандаш и намотать на него проволоку, плотно прижимая виток за витком. В том случае, если 10 витков спирали укладываются в 1 мм. длины карандаша, то диаметр проволоки будет составлять 1\10 мм.

Пайка нихрома

Как же качественно припаять нихромовую проволоку, ведь этот сплав очень тугоплавкий и не создаёт прочного соединения при использовании обычного флюса.

Данная процедура предполагает соблюдение определенной последовательности действий в работе со специальными паяльными материалами. В качестве припоя в данном случае используют оловянно-свинцовые материалы ПОС 61, ПОС 50. Отдельного внимания требует подготовка флюса. Его компонентный состав строго дозирован и готовится на основе таких компонентов: технический вазелин – 100 г., цинк хлористый (в форме порошка) – 7 г., глицерин – 5 г. Рабочую смесь флюса получают после тщательного перемешивания всех представленных компонентов.

Рекомендуем ознакомиться со способами крепления пенопласта к стене.

Читайте: как сделать кирпичный мангал на дачном участке своими руками.

Узнайте, что лучше, пенопласт или пенополистирол.

Подготовка рабочей поверхности заключается в удалении загрязнений и окисных образований при помощи наждачной бумаги. Затем обработанный участок протирают ваткой, смоченной в спиртовом растворе хлористой меди, накладывают флюс и производят пайку.

Нередко возникают проблемы при лужении нихрома с медными выводами. Традиционный флюс на основе канифоли в данном случае будет неэффективен. На выручку придёт обыкновенная лимонная кислота. Для одного провода достаточно использовать 2-3 г. её порошка. Травление в таком случае не представляет никаких затруднений. Впоследствии, для удаления кислоты, провод кладут на канифоль и облуживают.

Как распознать нихром?

Так выглядит нихромовая нить.

Указанный сплав, как правило, не отличается обилием внешних признаков, позволяющих судить о той или иной его разновидности. В большинстве своём нихром – материал белого или слегка серебристого цвета. Использованные образцы будут отличаться темно-серым оттенком, что свидетельствует об образовании оксидной пленки.

Так или иначе, такие условные признаки не могут служить явным доказательством, указывающим на подлинность данного сплава. Как же определить нихромовую проволоку по внешнему виду. Нихром имеет одно специфическое свойство при длительном использовании. В отличие от других термостойких материалов, на его поверхности, как правило, проступает характерная темно-зелёная пленка. Кроме того, о качестве сплава можно судить и по степени восстановления формы спирали после нагрева. Если образец принял первоначальное положение, что говорит о его высокой деформационной стойкости, то есть все основания полагать, что это – нихром.

Несмотря на то, что рабочая температура нагрева нихромовой проволоки составляет высокие значения, её качественные характеристики могут заметно снизиться, если не принимать во внимание режимы длительного и кратковременного использования, каждый из которых предписывает определенные параметры работы. Соблюдение данных требований поможет существенно увеличить срок службы нагревательных элементов и послужит гарантией высоких эксплуатационных показателей.

Область использования нихромовой проволоки

Нихромом называют сплав, состоящий из двух основных компонентов – никеля и хрома, и примесей, процентная доля которых не превышает 1% (железо, марганец, титан, кремний, углерод, алюминий, фосфор). Он отличается пластичностью, прочностью, высокой устойчивостью к воздействию коррозии. Нихромовую проволоку используют для изготовления резисторов, реостатов и узлов сопротивления, которые в дальнейшем будут применяться для комплектации электронагревательных установок высокой надежности.

Свойства нихромовой проволоки

Сплав сочетает в себе свойства как:

  • исключительная термическая стойкость;
  • высокие антикоррозийные показатели;
  • значительное удельное электрическое сопротивление.

Даже при малых диаметрах, нихромовая проволока отличается хорошей прочностью. Что касается придела тягучести, то он довольно высокий, благодаря чему не возникает провисания материала при нагреве. Нихромовая проволока широко используется при изготовлении элементов бытовых и промышленных электроустановок и оборудования. За счет такого свойства, как пластичность сплава, проволоку получают способом холодной раскатки, который является наименее энергоемким среди применяемых методов.

Высокое омическое сопротивление сплава позволяет использовать его для изготовления резистивных элементов нагревательных приборов. Из нихромовой проволоки легко свивать спираль. Материал сохраняет форму и не провисает при нагреве. Его плотность составляет около 8,5 г/см³, что указывает на достаточную легкость, если сравнить аналогичный нихромовый прокат с вольфрамовым. Проволока из нихрома даже малого диаметра обладает высокой устойчивостью к механическим воздействиям и влиянию, оказываемому со стороны агрессивных сред. Цена на материал является достаточно высокой, но если учесть то, что изделия из него получаются качественными, надежными и долговечными – она вполне оправдана. Необходимость в техобслуживании оборудования с элементами из нихромовой проволоки минимальная.

Особенности маркировки нихромовой проволоки

Маркируется нихромовая проволока с помощью следующих букв в зависимости от своего основного назначения:

  • Н – нагревательные элементы;
  • С – элементы сопротивления;
  • ТЭН – элементы трубчатых электрических нагревателей.

Что касается диаметра нихромовой проволоки, то он варьируется в приделах от 0,1 до 10 мм. Данный металлопрокат отгружается катушками или бухтами. Цена на нихромовую проволоку высокая, но, не смотря на это, она производится и потребляется в значительных объемах и данные показатели стабильно возрастают. Является незаменимой при изготовлении множества резистивных и высокотемпературных элементов.

Приобретайте на выгодных условиях

Правильно подобрать нихромовую проволоку для производства определенных элементов не так уж просто. При этом важно учитывать различные параметры, к которым относятся: марка сплава, диаметр, длина и другие факторы.

Выбрать необходимый материал вам с удовольствием помогут специалисты компании «Метаторг», при этом условия работы являются выгодными, в первую очередь, для покупателя. Предлагаемая и поставляемая продукция сертифицирована и высококачественная. Цены на металлопрокат демократичны, как для оптовых покупателей, так и при приобретении материала незначительного объема. В компании «Метаторг» всегда рады постоянным и новым клиентам. К каждому заказчику сотрудники подбирают индивидуальный подход.