Ніхромовий спіраль: властивості, застосування

Сучасне життя неможливо уявити без величезної кількості різноманітних електроприладів. Для багатьох з них ніхромова спіраль є основною деталлю – «серцем» механізму. Робота електронних пристроїв, верстатів, електроінструментів, що використовуються в побуті і на масштабних виробництвах, безпосередньо залежить від дроту з оригінальним сплавом.

Опис

У 1905 році американський вчений Альберт Марш придумав поєднати хром і нікель. Запатентована формула виглядала наступним чином 20 % хрому і 80 % нікелю. Сплав отримав назву – ніхром. Спочатку в суміші не було лігатури (тугоплавких елементів) і це був двокомпонентний сплав. Сьогодні можна знайти варіанти з вмістом нікелю 55 %, а хрому від 15 %. Домішками служать: залізо, силиций, марганець, алюміній, титан, молібден, кремній. Відомо більше десяти «рецептів» металу, що потрапляють під позначення ніхрому.


Ніхромовий спіраль, володіючи виключно високим питомим опором, стала незамінним компонентом у численних засобах і приладах. Вона здатна витримувати високотемпературне окислення як у звичайних, так і в агресивних умовах. Така властивість сплав має завдяки наявності хрому, який утворює на поверхні вироби захисну оксидну плівку. Вона ж забарвлює сплав в темний колір. Якщо зняти (механічним впливом) окислений шар, відтінок зміниться на білувато-сірий. У двокомпонентного сплаву відсутні магнітні характеристики, багатокомпонентні модифікації можуть мати ослаблені показники. Ніхромовий спіраль відрізняється жорсткістю і хорошою пластичністю. Дріт випускається з різним перетином від 001 до 10 мм. Основні властивості:

питомий електричний опір – 1100-1400 ОМ'м;

температура плавлення до 1400 градусів (робочий діапазон – 800-1100 градусів Цельсія);

щільність – 8200-8500 кг/м 3 ;

міцність – 650-700 МПа.

Властивості матеріалу відповідають самим високим технологічним вимогам.

Переваги

Високий і стійкий попит на компоненти з ніхрому пояснюється дивовижними якостями сплаву:

не піддається корозії;

має невелику вагу;

простий в обробці (легко штампується і зварюється);

володіє високою жароміцністю;

міцний і одночасно еластичний;

відрізняється підвищеною стійкістю до агресивних середовищ;

має тривалий термін служби.

Ще одним важливим перевагою є підвищений опір електричному струму. На практиці цей показник дозволяє при меншій кількості ніхрому (довжина ніхромової спіралі коротше) отримати більше тепла, ніж, наприклад, сталевого елемента. У свою чергу меншу кількість металу дозволяє зменшити вагу і розміри всього апарату. Найголовніше гідність ніхрому – поєднання всіх перерахованих вище показників в одному матеріалі.

Різновиди

Ніхромовий спіраль може бути виконана з різних модифікацій сплаву і бути різної товщини. Марки відрізняються за своїм складом і діляться (умовно) на три основні групи:

Для резисторів: Х20Н80 (20 % хрому, 80 % нікелю); Х20Н73ЮМ-ВІ (20 % хрому, 73 % нікелю, 3 %, алюмінію, 15 %, молібдену, до 03 % марганцю, до 005 %, титану, 2 %, заліза, до 005 % вуглецю, виплавлений вакуумно-індукційним методом).

Для використання при температурі не вище 900 градусів.

Для нагрівальних елементів з підвищеною стійкістю до високих температур: ХН70Ю-Н (27 % хрому, 70 % нікелю, 3 % алюмінію, до 03 % марганцю, до 003 % цезію, до 01 % барію, до 15 % заліза, до 01 % вуглецю).

Від пропорцій, вхідних в нього компонентів, залежать властивості сплаву. Велика кількість хрому запобігає окисленню.

Сфера застосування

До числа найбільш затребуваного матеріалу на ринку електротехнічної продукції відноситься ніхромовий дріт. Спіраль з цього сплаву застосовується в багатьох моделях електронагрівальних приладів. В домашніх умови умільці використовують її для:

апарату випалювання по дереву;

саморобних печей для випалу кераміки;

пристосувань швидкого розігріву деяких металів у кузні;

виготовлення найпростіших обігрівальних конструкцій («козлів»);

саморобних зварювальних апаратів.

Промислове використання ніхрому в побутових приладах широке: фени, праски, нагрівальні прилади, паяльники, електроплитки та інше. Дріт з великим перетином застосовується для автоматичних зварювальних агрегатів. Такий сплав можна зустріти в лабораторному обладнанні та радіотехнічної сфері. Ніхром застосовують там, де потрібно стійкість до високих температур і агресивних середовищ.