Нихром-проволока — преимущества и недостатки материала, состав. Как отличить нихром от других металлов в домашних условиях?

Нихром – вид металла, который максимально устойчив к проявлениям коррозии. В состав этого вида металла входят:

• Никель;
• Хром;

Высокие качества нихрома:

• Сопротивление к электрическим процессам;
• Устойчивость к возникновению дефектам;

Состав нихромовой проволоки

Нихром включает в себя и другие добавки:

• Марганец;
• Алюминий;
• Железо;
• Кремний;
• Лигатура;
• Титан;

Добавление этих компонентов повышает эксплуатационные характеристики и параметры нихрома:

• Увеличивается обрабатываемость;
• Увеличивается способность сопротивляться повышенной температуре;
• Возникают магнитные свойства;

Если пропорции добавляемых компонентов были нарушены, то качество металла понизится. Он становится хрупким и обрабатывать его становится затруднительно.

Примечание: точные пропорции хрома в нихроме влияют на прочность защитной плёнки и устойчивость к окислительным процессам.

История открытия нихромовой проволоки

Первооткрывателем данного вида металла является американский учёный, который работал в этом направлении. Звали его Альбертом Лерой Маршем. Годом «рождения» нихрома является 1905 год. Металл носил название – хромель.

Первоначальный состав нихрома был иной:

• Хром – 20 %;
• Никель – 80 %;

Дополнительных добавок на тот момент не добавлялось.

Только спустя время стали добавлять различные добавки, используемые в настоящее время. В начале 20 века формулы сплавов были в минимальном количестве. Сегодня количество формул увеличилось, что даёт возможность повысить технические и эксплуатационные характеристики металла.

Свойства нихромовой проволоки

Этот вид металла имеет хорошие показатели по пластичности и высокую электрическую сопротивляемость. Все эти характеристики зависит от того, какая марка у металла. В таблице ниже приведены технические характеристики данного вида металла.

Марки нихрома

ВАЖНО! Необходимо понимать, как правильно расшифровывать показатели:

Х означает хром, а Н – никель. В цифрах показан процентный состав этих компонентов.

Также существует международная маркировка, например: Cronix 80; NiCr80/20; Nichrome V и т.п.

Преимущества и недостатки

Плюсы:

• Высокая степень прочности и твёрдости;
• Устойчивость к высоким температурам;
• Минимальный вес и повышенная пластичность;
• Хорошая сопротивляемость коррозии;
• Максимально длительный срок эксплуатации;

Минус у нихрома только один – высокая цена.

Изготовление проволоки и ленты из нихрома

Нить и проволоку подвергают волочению, а в промежутках проводят термообработку. Перед тем как подвергнуть материалы волочению, их запускают в специализированные печи, температура которых составляет от 1 170 до 1 230 градусов, после чего материал охлаждают за короткий срок.

Далее катанку травят в смеси из соляной и азотных кислот с водой. Давление при волочении – максимально высокое. Все процедуры регламентированы требованиям ГОСТа 8803 – 89.

Это не единственный способ изготовления проволок и лент. Также существуют другие варианты:

• Горячекатаная заготовка;
• Холоднотянутая протяжка;
• Холодное прокатывание;
• Метод плющения;

Область применения нихромовой проволоки

1. Электрические печи с высокой температурой;
2. Вентиляционные сушилки;
3. Аппараты для сварки;
4. Электрические провода;
5. Устройства для обработки пенопласта;
6. Котлы;

И это не единственные области, где используют нихром. Например, в автомобиле тоже задействованы изделия из нихрома. В быту тоже не обходятся без этого материала, как правило, все современные бытовые приборы оснащены нихромом.

К примеру, плиты для кухни, духовки, фены, утюги и т.п. В медицине тоже используют данный материал. Их применяют в качестве материала для швов.

Сплавы для резистивного нагрева

Его виды:

• Нихром (хром + никель);
• Фехраль (железо + хром + алюминий)
• Из нескольких компонентов;

Примечание: Резистивные материалы способны нагреваться до максимальных температур, при этом ток проходит по ним.

Удельное сопротивление нихрома и других сплавов

Удельное сопротивление показывает, насколько способен металл сопротивляться прохождению электричества.

В таблице ниже приведены виды сплавов и их показатели по удельному сопротивлению.

Расчёт электрической спирали из нихрома

Сделать подсчёты можно с помощью электронного калькулятора, который размещают на своём сайте производители. Перед началом расчёта необходимо вбить следующие параметры:

• Мощность нагрева;
• Уровень напряжения питания;
• Диаметр материала;

В результате будет получен ответ, какая длина материала понадобится.

Формула для расчёта сопротивления:

• Общую длину умножают на показатели сопротивления одного метра с заданным сечением.
• Примечание: в технических справочниках, ГОСТ указаны параметры удельного сопротивления.
• Также, замеры можно осуществить с помощью мультиметра.

Формула расчёта длины:

L=(Rπd2)/4ρ.

• R – сопротивление материала;
• d – диаметр материала;
• ρ – удельное сопротивление материала;
• π – константа = 3,14.

Как навить спираль из нихрома

Изготовить спираль из нихрома можно и дома. Предварительно выбирается подходящая марка, после чего рассчитывают длину проволоки, шаги навивки спирали и сколько витков у неё.

Формула для расчета длины одного витка: l=π(D+d/2) =3,14(5+0,55/2) =32 мм.

Количество витков:

N=L/l=13 200/32=412 витков.

• d — диаметр материала;
• L — длина материала;
• I — длина витка;
• D — диаметр стержня для навивания;

Температурный коэффициент сопротивления

Формула: α= (R1 — R2) / R1 Х (T1 — T2)

1. R1 — показывает величину сопротивления при начальной t⁰С
2. R2 — конечная t⁰С
3. T1 — t⁰С в начале;
4. T2 — t⁰С после изменений;
5. (R1 — R2) — разница электрических реакций
6. (T1 — T2) — разница t⁰С;

Нихром 60 против нихрома 80

Высокое содержание никеля в металле способствует повышению его максимальной рабочей температуре. За счёт пластичности металл способен деформироваться.

Сплав 60 содержит минимальное количество никеля, зато в нём много компонентов, способствующих снижению стоимости нагревателя.

Влияние температуры и обработки на удельное сопротивление

Показатели варьируются в зависимости от различных факторов:

• t⁰С сплава;
• Способы изготовления и методы обрабатывания;

Показатели сопротивляемости изменяются после отжига и быстрого охлаждения.

Также на показатели влияет размер сечения нагревательного аппарата.

Пайка нихрома

Если переусердствовать с электроприборами, то спираль, состоящая из нихрома может деформироваться.

Чтобы устранить данный дефект, применяют пайку (олово-свинцовый припой). Также можно задействовать флюс, который включает в себя:

• Технический вазелин;
• Глицерин;
• Хлористый цинк;

Технология действия:

• Элементы предварительно зачищают;
• Обезжиривают спиртовым раствором (10%);
• Обрабатывают флюсом;
• Выполняют лужение концов нитей;
• Делают пайку;

Аналог нихрома

Аналог – фехраль. Нагреватели из фехраля тоже имеют широкий спектр применения, как и изделия из нихрома.

Плюсы фехраля:

• Нет окалины;
• Степень плотности ниже;
• Высокий срок эксплуатации;
• Ценовая доступность;

Изоляция

Чтобы изолировать материал из нихрома, применяют силиконовую изоляцию в два слоя. Она способна выдерживать перепады температуры до 220 градусов, при этом качество и структура покрытия не деформируется.

Требования по эксплуатации нихрома

• Нельзя наматывать материал из нихрома несколько слоев;
• Уровень изгиба проводника тока не должен быть больше 5 её диаметров;
• Использовать способ механической скрутки;

Где приобрести нить из нихрома?

1. Их можно приобрести в специальных магазинах, в интернет – магазине.
2. Также есть другой вариант – радиорынок.
3. Также можно разобрать старые бытовые приборы и взять нить из нихрома.

Фото нихромовой проволоки