Что такое Нихром: состав, свойства и области применения

Еще сто лет назад промышленность не знала, что такое нихром. На текущий момент это крайне удивительно, поскольку современные промышленные процессы крайне трудно представить без использования данного металла. В рамках этого материала мы подробнее рассмотрим основные его особенности.

История происхождения

Нихром (nichrome) был открыт в 1905 году усилиями американского инженера и металлурга Альберта Марша. Он сумел зарегистрировать патент на изобретение в 1906 году. Особенность данного сплава заключалась в том, что он на 80% состоял из никеля и на 20% из хрома.

На сегодняшний день представлено достаточно широкое количество формул этого сплава, поскольку теперь нихром – своеобразное объединяющее название для целой категории сплавов. Сейчас это наименование характеризует отрасль сплавов различных марок, отличающихся процентным содержанием никеля и хрома, а также легирующих примесей.

Что такое нихром

Нихром – это новая разновидность жаростойкого металла, которая была создана на основе сплава никеля и хрома. При этом в зависимости от конечных требуемых свойств содержание никеля может колебаться в диапазоне от 55 до 78%, а содержание хрома от 15 до 23%. Создание этого сплава также не обходится без использования легирующих добавок, таких как алюминий, железо, кремний и марганец.

Спираль из нихрома широко используется для изготовления нагревательных элементов

Температура плавления нихрома практически 1400 градусов Цельсия.

Основные преимущества нихрома заключатся в следующем:

• Высокие температуры неспособны изменить его механические свойства;
• Достаточный уровень пластичности для изготовления проволоки и лент;
• Относительная простота обработки;
• Высокая устойчивость к окислению;
• Отсутствие магнитных свойств.

Таким образом, на основе подобных свойств можно сделать вывод, что нихром является некоторой улучшенной версией жароупорной стали из хрома и никеля. Стоит отметить, что нихром отлично справляется с резкими перепадами температуры, а также может функционировать в условиях постоянного нагрева и охлаждения, что позволяет создавать различные промышленные материалы.

Состав и свойства сплава нихрома

Среди основных физических свойств нихрома можно выделить следующие:

• Серебристо-серый окрас;
• Рабочая температура на уровне 900 градусов Цельсия.
• Высокая устойчивость к окислению и коррозии.
• Сохранение свойств при высоких температурах.

Именно эти свойства объясняют широкое использование нихрома в производстве. Существуют отрасли, требующие крайне жаростойких металлов, для чего и используется нихромовая проволока, которая позволяет сохранять функциональные возможности токопроводящего металла там, где другие металлические элементы попросту теряют собственные свойства.

Марки нихрома и проценты металлов в них

С точки зрения отечественной промышленности существует две основные разновидности нихрома.

• Марка Х20Н80. В состав данной марки входит 74% никеля, а также 23% хрома. При этом сплав характеризуется процентным содержанием железа, кремния и марганца.
• Марка Х15Н60. В состав данной марки входит 60% никеля, а также 15% хрома. Третьим важнейшим компонентом становится железо, содержание которого находится в сплаве на уровне 25%.

Во второй разновидности марки использование железа объясняется желанием снизить конечную стоимость продукции при сохранении ее эксплуатационных характеристик. К тому же, железо позволяет в значительной степени упростить последующую обработку сплава. Подбор химического состава в разных пропорциях может использоваться для достижения разнообразных конечных целей.

Области использования нихрома

В момент изобретения нихрома ожидалось, что данный сплав будет использоваться для последующего изготовления нагревательных элементов высокотемпературного оборудования. В связи с тем, что температура плавления нихрома составляет 1400 градусов Цельсия, стало возможным его использование при создании сушильных аппаратов и печей для обжига. К тому же, он получил широкое распространение при необходимости создания конструкций, которые будут функционировать в крайне агрессивных средах.

Нихромовая спираль для утюга

С точки зрения производства бытовых материалов нихром получил наибольшее распространение при производстве утюгов. Со временем оказалось, что применение нихрома эффективно в пищевой промышленности при создании кухонного оборудования с нагревательными элементами. Главные преимущества нихрома заключаются в отсутствии искрения, ржавчины, а также участков оплавления, что делает его крайне выгодным с точки зрения использования в быту.

Это позволяет избежать гари, а также неприятного запаха при приготовлении пищи.

Высокая пластичность нихрома обусловила его использование при создании резисторов, реостатов, узлов сопротивления. Нить из нихрома сохраняет свои свойства, несмотря на малые размеры, что позволяет создавать еще меньшие компоненты устройств. Современная отрасль изготовления электронных сигарет также требует нихрома.

Преимущества и недостатки нихрома

Среди главных преимуществ нихрома можно выделить:

• Высокий уровень сопротивления электротоку;
• Устойчивость к коррозии и агрессивным средам;
• Сплав не деформируется под воздействием высоких температур;
• Отсутствуют магнитные свойства;
• Низкий вес;
• Высокая пластичность металла;
• Теплопроводность;
• Отсутствие окислов.
• Высокий уровень прочности;
• Повышенное количество циклов включения и выключения до полного разрушения.

Однако, несмотря на подобные преимущества, главный недостаток нихрома заключается в его крайне высокой стоимости, которая объясняется стоимостью никеля, а также крайне затратного изготовления данного сплава. Это существенно повышает ценность лома нихрома.