Применение нихромовой нити и ее свойства

Распространенность применения нихромовой проволоки в бытовых целях и варианты ее получения в домашних условиях

Нихромовая проволока представляет собой сплав никеля и хрома в разных пропорциях с преобладанием никеля. Был создан в начале 20го века в США. Обладает различной формой сечения, например, круг, квадрат или овал. На итоговые физические свойства материала влияет процент содержания никеля в сплаве.

Характеристики нихрома и его применение

Сплав состоит из 50−80%никеля и 15−24%хрома с малым количеством добавок в виде алюминия марганца и хрома. Возможно легирование редкоземельными компонентами для увеличения продолжительности работы.

Cr20Ni80 — самый распространенный вид материала, притом наибольшей популярностью пользуется проволока из данного сплава. На втором месте находятся полоса и лента, а наименее популярна форма листа.

В зависимости от марки сплава, имеет следующие физические характеристики:

  1. Температура плавления 1100 — 1400 °C, рабочая температура 800−1100 °C.
  2. Удельное сопротивление в зависимости от сплава = 1.05−1.4 Омxмм²/метр.
  3. Коэффициент теплопроводности = 11.3Вт/(мxК)

Нихром имеет ряд преимуществ перед проволоками из других сплавов:

  • Отсутствие коррозии. Нихром не ржавеет в отличие от канталового сплава, что позволяет пользоваться им намного дольше.
  • Нихромовая нить имеет меньшее, в отличие от того же кантала удельное сопротивление и теплопроводность. Это позволяет получить требуемую мощность используя меньшее количество проволоки, но иногда это является недостатком.
  • Не изменяет своих физических свойств под воздействием высоких температур.
  • Нихром прочный и твердый. Впрочем, до прожига он пружинит, что может являться недостатком в некоторых ситуациях.
  • Хорошая пластичность, что позволяет проводить такие виды механической обработки как сварка, заточка, штамповка.
  • Имеет высокую жаростойкость.
  • Величиной, на которую сопротивление нихрома изменяется при повышении температуры можно пренебречь

Применяется нихром в большинстве приборов, таких как:

  • Приборы для резки пенопласта.
  • Системы обогрева стекол.
  • В муфельных печах для плавки металлов.
  • В фенах, утюгах, обогревателях.
  • В испарителях для электронных сигарет.
  • В приборах для выжигания по дереву.
  • Печи для сушки и обжига.
  • В деталях, работающих в условиях высокой температуры

Как видно, нихром имеет хорошие физические свойства, не подвержен коррозии, что продлевает срок его эксплуатации по сравнению с другими видами схожих материалов, используемых в тех же целях. Сфера его применения в быту так же обширна, поэтому часто задается вопрос — где можно взять нихромовую нить. Ниже будет перечислено большинство распространенных вариантов получения нихрома.

Примеры того, где можно взять нихромовый сплав

Существует несколько способов того, как достать нихром. Каждый из них отличается по простоте получения и качеству материала, но стоит рассмотреть все возможные варианты.

Заказ материала

Нихромом, канталом, никелем, и проволокой некоторых других сплавов торгуют оптовые магазины. Ассортимент предоставляемый оптовиками очень масштабен, заказать можно проволоку любого нужного сплава любого сечения и толщины. Соответствующую информацию о доступных магазинах можно узнать по телефону справочной службы города, или же воспользоваться поиском в интернете.

Даже если заказчик проживает в удаленном населенном пункте, в котором не располагается организация поставщик, то можно запросить доставку, при этом выбрав наиболее удобный из предложенных вариантов.

Нюанс состоит в том, что за доставку придется доплачивать немалую сумму, да и отправляют посредники заказы крупными партиями и вряд ли согласятся на поставку пары метров материала.

Покупка в магазинах

Наверное, самый адекватный вариант из всех возможных для того, кому требуется качественная проволока определенного сечения, особенно когда требуется всего несколько метров материала.

Покупка тоже имеет свои варианты:

  1. Заказ из другого города. Существуют магазины, которые отправляют именно маленькие партии товаров, но за отправку и доставку придется платить. Помимо этого, срок ожидания и стоимость оплаты доставки будут зависеть от выбранного способа отправки, откуда и куда именно направляется заказ.
  2. Магазины электронных сигарет. Так, как нихромовая, и другие виды проволоки используются для обслуживаемых испарителей, то в магазинах, работающих с данным видом клиентов всегда в наличии проволока: нихром, кантал, никель, нержавеющая сталь; причем различного диаметра и длины. Притом продается материал несколькими вариантами — готовыми фасованными отрезками различной длины, до 25 метров в катушке. Помимо этого, некоторые магазины могут продавать на отрез, продавая покупателю нужный ему метраж.
  3. Магазины хозяйственных товаров. Здесь можно встретить нихром в качестве спиралей для электрических плит.
  4. На различных рынках так же можно найти вольфрамовую, нихромовую и другие виды проволок.

Самостоятельное извлечение

В бытовых нагревательных приборах за нагрев отвечает нихромовая нить. Где взять в домашних условиях проволоку, кроме как не из них? Данный способ не идеален, потому что заранее не известны сечение и длина нихрома, задействованные в каждом отдельном приборе.

Но в случае серьезной необходимости можно прибегнуть к нему. Ниже предоставлены примеры вещей, из которых можно получить нихром.

Нихром из паяльника

В данном случае нихромовая нить нагревает жало паяльника. Для того, чтобы достать проволоку, нужно разобрать корпус инструмента. Как правило, в нем применяется очень тонкий нихром. Важно знать, что паяльник нужен с медным жалом, поскольку в керамическом совсем другой нагревательный элемент.

Фен для волос

Достать нихром можно из фена, неважно строительного, или применяемого для сушки волос. Мощность нагрева в нем выше, чем в паяльнике, соответственно проволоки будет больше, и, как правило, у нее более толстое сечение. Для получения нихрома достаточно просто разобрать прибор и извлечь намотанную спиралью проволоку.

Электрические плиты, чайники и кипятильники

Наверное, самый сложный процесс получения проволоки из всех перечисленных. Проволока в данных приборах располагается внутри ТЭНа- трубчатого электронагревательного элемента.

Для того, чтобы ее извлечь, необходимо отсоединить тэн от корпуса прибора. Питание на него может подаваться напрямую от сети, так что в некоторых случаях отрезаются провода.

Как правило, ТЭН представляет собой спираль, поэтому для более удобного извлечения, а также затем, чтобы не порвать нихромовую проволоку, следует выгибать спираль до состояния ровной трубки.

Полость трубы ТЭНа, в котором размещается искомая спираль заполнена сыпучим изолирующим материалом, который может выглядеть как белый песок или гипс. Под большим давлением данное вещество запрессовывается до монолитного состояния, поэтому для извлечения нихромовой нити требуется сначала удалить весь изолирующий материал.

Простой способ определения вида проволоки

Иногда производители используют кантал вместо нихрома в своих приборах. При извлечении материала из инструментов желательно уметь отличить эти два сплава. Это не так сложно, как может показаться.

Дело в том, что кантал содержит в своем составе железо (отсюда и подверженность канталовых нитей коррозии), поэтому хорошо магнитится.

Следовательно, для того, чтобы определить вид сплава, достаточно поднести магнит к проволоке — нихром не будет на него реагировать.

Нихромовая нить наиболее распространена в нагревательных элементах в силу своей дешевизны и хороших физических свойств.

Ее применение в быту встречается в роли нагревательных элементов для фенов, паяльников, чайников, электрических плит и многих других приборов.

По причине высокой жаростойкости, нихромовые материалы применяются в условиях повышенных температур. Помимо этого, нихром наряду с другими сплавами используется в испарителях для электронных сигарет.

Распространенность проволоки зачастую ставит вопрос о том, где взять нихромовую проволоку. Взять в домашних условиях ее можно разобрав ненужный прибор, но лучшим вариантом будет приобретение материала в магазине. В этом случае можно быть уверенным в хорошем составе продукции.

В случае необходимости, нихром можно заменить другим видом проволоки, главное, определить его физические свойства.

Следует помнить о том, что в зависимости от состава сплава, физические свойства могут отличаться, поэтому необходимо уточнить требования к материалу тогда, когда это имеет высокое значение.

Источник: https://elektro.guru/polezno-znat/nihromovaya-provoloka-ee-harakteristiki-i-sfera-primeneniya.html

Прецизионный сплав нихром

Калькулятор металлопроката

Нихром относится к классу прецизионных сплавов с высоким электрическим сопротивлением, что определяет его применение в качестве электрических нагревателей. На странице представлено описание данного материала: физические свойства, области применения, марки, виды продукции.

Нихром – сплав, состоящий из следующих элементов: Ni (55-78%); Cr (15-23%); Mn (1,5%); остальное Fe. Удельное сопротивление 1,0-1,1·10-6 Ом·м, плотность – 8200-8500 кг/м3, температура плавления – 1100-1400 °C. Материал обладает высокими рабочей температурой (до 1100 °C) и механической прочностью (предел прочности при растяжении 0,65-0,70 ГПа).

Указанный сплав хрома и никеля используется для изготовления нагревательных элементов лабораторных и промышленных электрических печей, плиток, паяльников.

Первый сплав нихром был разработан сотрудниками американской компании Driver-Harris Company в США в 1905 году.

СвойствоМаркиХ20Н80Х15Н60
Плотность, г/см3 8,4 8,2
Температура плавления, °С 1400 1390
Удельное сопротивление, Ом·м 1,0-1,1·10-6
Магнитность не магнитен не магнитен
Твердость, НВ 140-150 140-150
Удельная теплоемкость, кДж/кг·К при 25°С 0,44 0,46

Среди наиболее распространенных в промышленности марок можно выделить Х20Н80, Х15Н60. После буквы Х следует процентное содержание хрома, после буквы Н – никеля. Также существуют марки с дополнительными присадками.

Нихром Х20Н80-Н, Х15Н60-Н содержат в качестве добавки цирконий. Помимо присадок марка может содержать информацию о способе производства сплава.

Нихром Х15Н60-ВИ и Х20Н80-ВИ изготовлены методом вакуумно-индукционной плавки.

    Достоинства:

  • материал с высоким электрическим сопротивлением;
  • имеет высокую жаростойкость и жаропрочность;
  • обладает хорошими механическими свойствами;
  • легко обрабатывается, так как имеет хорошую пластичность и свариваемость;
  • крипоустойчив (крипоустойчивость – стойкость материала к неупругой деформации, возникающей при температуре выше 400°С под действием высокого давления);
  • не магнитен.
    Недостатки:

  • имеет высокую стоимость;
  • максимальные рабочие температуры ниже, чем у некоторых других сплавов с высоким электрическим сопротивлением.

Нихром используется в электронагревателях печей для всех отраслей промышленности, бытовых приборов и аппаратов теплового действия. Широко применяется в высокотемпературных электропечах, печах обжига и сушки, различных электрических аппаратах теплового действия. Служит в качестве нагревательных и резисторных элементов.

Обладает повышенной жаропрочностью, крипоустойчивостью, пластичностью и стабильностью формы. Также данный материал используется в качестве жаропрочного (жаростойкого) и химически стойкого сплава в определенных агрессивных средах.

В частности нихром марки Х20Н80 является материалом для нагревательных элементов промышленных электропечей и различных электронагревательных устройств. Рекомендуется применять для нагревателей электротермического оборудования повышенной надежности.

Нихром Х15Н60 применяется для изготовления тех же изделий, что и Х20Н80, а также используется в изделиях электронной техники и при создании не прецизионных резисторов.

Основными видами продукции, которые выпускает промышленность, являются нихромовая проволока, нить (проволока малых диаметров) и лента. В некоторых случаях производятся прутки и круги. Вся указанная продукция используется для изготовления круглых и плоских нагревателей электрических печей.

Источник: http://www.metotech.ru/nihrom-opisanie.htm

Свойства нихромовой проволоки и ее применение

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.

Читайте также:  Оборудование для контактной сварки своими руками

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.

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.

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 110 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.

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