Наибольшее распространение в промышленности и быту получила нихромовая проволока марок Х20Н80 и Х15Н60, на особенностях которых мы и остановимся в данной статье. Первая, Х20Н80, - это собственно и есть нихромовая проволока, состоящая из двух основных металлов - никеля и хрома. Остальные примеси (углерод, титан, алюминий, сера, марганец, железо и т. д.) незначительны и процент содержания каждого из них составляет не более 1%. Х15Н60 – это ферронихром, в котором содержание железа может достигать 22-24%, никеля - 55-61%, хрома - 15-18% соответственно.
Следует немного остановиться на особенностях обозначения. Наименование «проволока нихромовая марки Х20Н80» означает, что речь идёт о материале с 20% содержанием хрома (Х) и 80% - никеля (Н). Естественно, что это не точные значения. Например, ГОСТ 10994-74 регламентирует химический состав Х20Н80 таким образом: хром 20-23%, никель – остальное. В сумме же, максимальное количество всех примесей вместе с хромом может составлять 27,35%. Аналогично расшифровывается и химический состав Х15Н60.
От концентрации основных элементов и добавок зависят и основные потребительские качества нихрома. Никель придаёт сплаву пластичность и жаропрочность, а хром – дополнительную твёрдость.
Нихромовая проволока – стандарты и область применения
Основными потребительскими свойствами проволоки нихромовой являются её высокое электрическое сопротивление и жаропрочность. Нихромовая проволока Х20Н80 и Х15Н60 производится в соответствии со следующими стандартами:
• ГОСТ 8803-89 – включает в себя рассматриваемые марки проволоки при диаметрах от 0,009 до 0,4 мм. Используется исключительно для производства сопротивлений;
• ГОСТ 12766.1-90 – нихромовая нить / проволока для нагревательных элементов. Диаметр 0,2-7,5 мм. Данная проволока является наиболее распространённой и используется для изготовления высокотемпературных элементов для бытовых и промышленных нагревательных приборов;
• ГОСТ 12766.4-90 - проволока диаметром 8-30 мм для нагревательных и вводных элементов.
Благодаря высокому электрическому сопротивлению и жаропрочности проволока / нить нихромовая широко используется в качестве нагревательного элемента электрических печей. Электрическое сопротивление является одной из наиболее важных характеристик нихрома. Его величина зависит от различных факторов, в частности от диаметра проволоки и марки сплава. Так, нихромовая нить / проволока Х15Н60 при толщине 0,4 мм имеет рекомендованную рабочую температуру в 900°С, а при толщине 6 и более мм – 1125°С. Проволока нихромовая марки Х20Н80 имеет несколько большие показатели – соответственно 900 и 1200°С.
Данные свойства позволят использовать нихромовую нить как нагревательный элемент:
• в термоножах и запайщиках пакетов;
• в промышленных электропечах, а также промышленных и бытовых электроприборах;
• в бытовых воздухо- и водонагревательных приборах, а также в целом ряде систем, где требуется наличие эффективного, высокотемпературного нагревательного элемента.
Почему нихром?
Помимо указанных выше свойств высокого электросопротивления и жаропрочности, нихром характеризуется стойкостью к коррозии. А минимальный температурный коэффициент электросопротивления делает проволоку нихромовую идеальным материалом для производства высокотемпературных нагревательных элементов устойчивых к агрессивной среде. Ещё одним важным потребительским свойством является пластичность нихрома. Благодаря всем этим свойствам проволока нихромовая является практически единственным материалом, идеально подходящим для изготовления нагревательных элементов электротермического оборудования.