Нихромовая нить для чего нужна

Нихром – это сплав никеля и хрома. В этот состав в процессе работы добавляют разные добавки, такие как железо, марганец, титан, фосфор и другие. После окончания выполнения работ именно по этим составляющим будет устанавливаться маркировка нихромовой нити. Стоит отметить, что главная особенность данного материала в том, что он способен выдерживать очень высокую температуру достигающую до 1300?C.

В результате, с такими показателями, сплав применяется при изготовлении электронагревательных и резистивных элементов. Что еще моно сказать о самом сплаве нихроме? Ну, наверное, самое главное, это то, что он отличается высокой пластичностью. Далее отметим его устойчивость к коррозии. Эти характеристики помогают получить различный прокат. И конечно именно из этого сплава часто изготавливают специальную нить.

Стоит отметить, что нихромовая нить на рынке строительных материалов продается разных марок Х20Н80-Н и Х15Н60-Н. Самыми популярными принято считать такие диаметры: 0,012, 0,016, 0,030, 0,050, 0,08 мм. Этот прокат выдерживает невероятно высокие температуры, достигающие до 1200?C. Также нужно отметить, что нагревательные элементы, выполненные из нихромовой нити, отличаются длительным сроком эксплуатации. Однако есть одно но, такие изделия нельзя использовать в сернистой атмосфере. Нихромовая нить довольно часто применяется в медицине. Сплав, из которого она выполнена не вызывает аллергических реакций довольно просто принимается человеческим телом.

Все эти показатели говорят о том, что используя ее качестве шовного материала можно ожидать боле быстрого заживления ран. Нихромовую нить сегодня постоянно используют в пластической хирургии и в процессе внутриполостных операций. С такой же частотой нихромовую нити применяют в исследовательских лабораториях и фармакологических институтах. Здесь она работает как нагревательный элемент в колбонагревателях. И то далеко не все отрасли, где пользуются таким удивительным изобретением человечества. Нихромовая нить подходит для изготовления ТЭНов, для создания струн или для точного раскроя пенопластовых материалов.

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

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 – 1250-1300 0 С;
  • удельное сопротивление для проволоки диаметром свыше 3 мм. — 13 Ом*мм/м;
  • плотность – 8,5 г/см 3 ;
  • 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 – 1000-1100 0 С;
  • удельное сопротивление для проволоки диаметром свыше 3 мм. — 12 Ом*мм/м;
  • плотность – 8,0-8,5 г/см 3 ;
  • 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.

Читайте также:  Маршрутная карта технологического процесса бланк

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 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.

Рекомендуем ознакомиться со способами крепления пенопласта к стене.

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

Читайте также:  Кедротряс своими руками из бензопилы чертежи

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.

Сплав под интересным названием нихром имеет в составе хром и никель. Ряд уникальных свойств сплава и огромная польза позволяют тому широко применяться в промышленности, и быть востребованным на рынке. Даже несмотря на высокую стоимость.

Что представляет собой нихром?

Нихром представляет собой устойчивый к коррозии сплав, состоящий из 2-х металлов – никеля и хрома, и добавок (марганца, серы, алюминия, фосфора, железа и др.). Сплав обладает устойчивостью к температуре до +1300⁰C, а пластичность позволяет использовать его для производства электронагревательных и резистивных элементов, разных прокатов и проволоки (нити). В зависимости от состава, нихром делится на определенные марки.

Характеристики и свойства нихромовой проволоки

Производство нихромовой проволоки ограничено двумя основными марками: X15H60 и X20H80. Характеристика и свойства каждой марки отличаются.

X20H80 характеризуется:

  1. Составом из 25% хрома, 75% никеля, 1% железа.
  2. Удельным сопротивлением 1,13 Ом·мм 2 /м (для проволоки диаметром свыше 3 мм).
  3. Температурой работы 1250⁰C-1300 ⁰C.

Плотность X20H80 составляет 8500 кг/м³, удельная теплоемкость – 0,44 кДж/(кг·К).

X15H60 уступает X20H80 по технической характеристике:

  • температура работы – 1000⁰C-1100 ⁰C;
  • состав – 18% хрома и 60% никеля;
  • удельная теплоемкость – 0,46 кДж/(кг·К);
  • плотность 8200 — 8500 кг/м³;

Удельное сопротивление данной марки составляет 1,12 Ом·мм 2 /м.

Небольшое содержание железа в X20H80 позволяет нити проявлять сопротивление коррозии и износу. В отличие от X15H60, более подверженной коррозии. Однако эта марка служит производством образцов, сечение которых отличается большей пластичностью и меньшей площадью.

СПРАВКА. Как присадочный элемент, обе марки могут включать в себя алюминий, марганец, титан, кремний, железо и цирконий. При этом наличие железа повышает магнитные свойства сплава.

Где используется нихромовая проволока

Пластичность, стойкость к агрессивным веществам и высокий предел текучести находят применение нихрому в индустриальном производстве и ряде промышленных областей, где широко используются электронагревательные печи. Нашел сплав применение и в электрических печах, температура нагревания которых предельно высока.

Читайте также:  Диски для полировки бетона

Используют проволоку и в других областях:

  • в сварочных аппаратах самодельного производства;
  • в печах для сушки и обжига;
  • для станков, нарезающих пенопласт;
  • в системе обогрева стекол и зеркал автомобиля;
  • в приборах, где необходима повышенная степень надежности, и др.

Такое свойство сплава, как прочность, обеспечило нихромовой проволоке место во всех средах, где не обойтись без химикатов, жары и высоких температур.

Достоинства сплава

К достоинствам сплава относятся:

  • жаропрочность и стойкость;
  • отличное электросопротивление;
  • пластичность;
  • свариваемость;
  • легкая обработка изделия;
  • устойчивость к деформации при высокой температуре (выше 400 ⁰C) и давлении;
  • принадлежность к немагнитным сплавам.

Кроме того, нихром имеет не одно механическое качество в виде достоинств. И малый вес.

Как определить нихром?

Нихром, как материал чуть серебристого или белого цвета, распознать непросто. К тому же, он часто имеет темно-серый оттенок, связанный с оксидной (окислительной) пленкой.

Однако определить внешний вид материала возможно по признакам:

  • тёмно-зеленая пленка на поверхности;
  • превращение проволоки в спираль после нагрева.

Последний признак говорит о высокой стойкости нихрома к деформации.

ВНИМАНИЕ. Сохранить качественные характеристики нихромовой проволоки поможет режим чередования длительного и кратковременного использования нити.

Где найти проволоку из нихрома?

Самый простой способ найти проволоку из нихрома – обратиться в специальный магазин (вейп-шоп). Правда, нихромовая нить там стоит недешево, и за 1 метр придется выложить приличную сумму.

Есть и другие варианты, где можно найти проволоку из нихрома:

  • радиорынки;
  • паяльники;
  • фены;
  • обогреватель, изготовленный по типу вентилятора;
  • электроплита с открытой спиралью;
  • интернет.

Возможность обнаружить металл на радиорынке не слишком велика, в сравнении с паяльником (работающим или неисправным). Паяльное устройство можно обнаружить в гараже, или в магазине “Фикс Прайс”, где изделие стоит копейки. Чтобы найти искомое, устройство необходимо разобрать и вытащить оттуда проволоку. Как правило, нихромовая нить в паяльнике тонкая. Определить ее сечение поможет намотка в 10 витков на карандаш. Длина намотанной проволоки достигает до 2,5 м.

Варианты с феном и обогревателем обойдутся дороже. Тяжелее всего достать проволоку из электроплиты.

Чтобы не ходить на рынок, и не искать проволоку из нихрома в магазине, можно найти в интернете информацию о продаже металла, или вещей, его содержащих.

Кстати, никель в составе сплава влияет на цену проволоки.

Чем можно заменить?

Нагревательные элементы в электрических приборах часто нуждаются в замене. Обычно заменой нихромовой нити служит рабочая спираль. Ее легко найти в чайниках, электроплитах, утюгах и других приборах.

Еще один вариант замены – нержавеющиий материал. В быту давно доказано, что нержавейка обладает тем же сопротивлением, что и нихром, плюс переигрывает тот в плане окисляемости.

Особенности пайки

Особенности пайки нихрома таковы:

  1. Использование для припоя оловянно-свинцовых материалов ПОС 50 и ПОС 1.
  2. Тщательная подготовка флюса.
  3. Правильная обработка рабочей поверхности.

Перед пайкой рабочую поверхность очищают наждачной бумагой, и обрабатывают ваткой, пропитанной спиртовым раствором хлористой меди. Далее накладывают флюс, и приступают к процессу.

ВАЖНО. Флюс приготовляют при смешении нескольких элементов: 100 г технического вазелина, 5 г глицерина и 7 г порошка цинка хлористого.

При лужении нихрома с медными выводами лучше использовать 2-3 г лимонной кислоты. Этого хватит, чтобы обслужить один провод. Для удаления кислоты провод нужно положить на канифоль, окунуть, и использовать паяльник для дальнейшей работы.