Nichromes : variétés, composition, propriétés et caractéristiques
Nichrome - le matériau principal pour la production d'éléments chauffants pour fours électriques. Nichrome est spécialement conçu à cet effet et, par conséquent, satisfait tout le monde au maximum exigences pour ces matériaux.
Le nichrome est le nom général d'un groupe d'alliages constitué, selon le degré de l'alliage, de 55 à 78 % de nickel, de 15 à 23 % de chrome, avec des ajouts de manganèse, de silicium, de fer, d'aluminium. Le premier groupe comprend les alliages constitués principalement de nickel et de chrome, leur teneur en fer est faible (0,5-3,0%), ce qui explique leur nom. Le deuxième groupe comprend les alliages contenant, en plus du nickel et du chrome, également du fer.
Le nichrome, qui est un développement ultérieur de l'acier réfractaire au chrome-nickel, est un matériau très résistant à la chaleur car il possède un film protecteur extrêmement résistant d'oxyde de chrome Сr2О3 avec un point de fusion supérieur à celui de l'alliage et résiste au chauffage et au refroidissement périodiques.De plus, il a de bonnes propriétés mécaniques à des températures normales et élevées, une résistance au fluage et une plasticité suffisante, il est donc facile à traiter et particulièrement bien soudé.
Les propriétés électriques du nichrome sont également tout à fait satisfaisantes, il a une résistance élevée, une faible coefficient de température de résistance, les phénomènes de vieillissement et de croissance sont absents. Les alliages binaires ont les meilleures propriétés électriques et en même temps de bonnes propriétés mécaniques. Dans le même temps, ces alliages ont une excellente résistance à la chaleur, c'est pourquoi ils peuvent fonctionner jusqu'à 1100 ° C.
Plus la teneur en chrome de l'alliage est élevée, plus la teneur de son film protecteur Сr2О3 est élevée, plus il est réfractaire et plus le matériau résiste à l'oxydation. Mais à mesure que la teneur en chrome augmente, l'usinabilité du matériau se dégrade en même temps, et lorsque la teneur en chrome atteint 30 %, l'étirage et le laminage à froid ne sont plus possibles. Par conséquent, en règle générale, leur teneur en chrome ne dépasse pas 20%.
L'ajout de fer à l'alliage améliore quelque peu l'usinabilité et augmente sa résistance, mais aggrave le coefficient de température de résistance et réduit considérablement sa résistance à la chaleur. Néanmoins, dans les cas où la température de travail ne dépasse pas 1000 ° C, il est permis d'utiliser un triple alliage, car il est moins cher et contient moins de nickel déficient.
Le nichrome riche en fer (terme adopté à l'étranger, où il est largement utilisé, nous avons l'alliage Kh25N20 auquel il fait référence) est encore moins cher, nécessite encore moins de nickel et possède d'excellentes propriétés mécaniques, même si sa résistance à la chaleur est encore plus faible.Il peut être utilisé dans des fours dont la température ne dépasse pas 900 ° C. Tous les nichromes sont des alliages non magnétiques. Le nichrome est disponible sous forme de fil et de ruban.
Le nichrome a été proposé pour la première fois en 1906 par Marsh. Il est actuellement produit à l'étranger par de nombreuses entreprises sous différents noms. Des alliages doubles et triples sont produits, du molybdène est ajouté à certaines marques. Dans notre pays, un alliage double avec une teneur en chrome de 20 - 23 et une teneur en nickel de 75 - 78% est produit (Kh20N80), en outre, un alliage similaire avec du titane (Kh20N80T) est produit, mais il est légèrement moins chaud résistant et n'a reçu qu'une application limitée. Les alliages triples sont produits avec une teneur en chrome 15 - 18 et en nickel 55 - 61% (Х15Н60).Le prix élevé et la pénurie de nichrome ont conduit à une recherche intense d'autres alliages, moins chers et plus accessibles et capables de le remplacer simultanément dans certains conditions.
Les principales caractéristiques techniques du nichrome :
Triple nichrome Х15Н60 — (ЕХН60): Сr — 13 — 18, Ni — 55 — 61. Densité à 0ОС — 8200 kg / m3… Résistance électrique spécifique ρ, 10-6 ohm xm — 1,11 (20 ОВ), 1, 18 ( 400 OB), 1,2 (600 OB), 1,21 (800 OB), 1,23 (1000 OB). Capacité thermique spécifique — 0,461 x 103 J / (kg x OS). Coefficient de conductivité thermique — 16 W / (mx OS). Température de fonctionnement maximale ОDe nichrome, en fonction du diamètre du fil en mm — 900 (0,2), 950 (0,4), 1000 (1,0), 1075 (3,0), 1125 (6,0 et plus ).
Double nichrome Х20Н80 — (ЕХН80): Сr — 20 — 23, Ni — 75 — 78. Densité à 0ОС — 8400 kg / m3… Résistance électrique spécifique ρ, 10-6 ohm x m — 1,09 (20 ОВ), 1,13 ( 600 OB), 1.11 (800 OB), 1.12 (1000 OB). Chaleur spécifique — 0,44 x 103 J / (kg x OS). Coefficient de conductivité thermique — 14,2 W / (mx OS).Température de travail maximale ОDe nichrome, en fonction du diamètre du fil en mm — 950 (0,2), 1000 (0,4), 1100 (1,0), 1150 (3,0), 1200 (6,0 et plus ▼ ).