Современные сплавы сопротивления "Resistohm" (Резистом) - качественная замена нихромам и фехралям

К настоящему времени вопрос выбора материала для изготовления новых или замены существующих нагревательных элементов в электропечах сопротивления различных типов (термические и плавильные печи, сушильные камеры и т.п.) и промышленных нагревателях является весьма актуальным.

Исторически, сплавы сопротивления прошли несколько основных этапов развития:

1. "Нихромы" (сплавы Ni-Cr и Ni-Cr-Fe) известны с начала века и применялись широко как в промышленности, так и в бытовых приборах до 40-х - 50-х годов.

2. "Фехрали" (сплавы Fe-Cr-Al) стали применяться с 30-х годов наряду с нихромами.

Имели по сравнению с "нихромами" такие улучшенные характеристики:

• более высокая температура применения;

• больший срок службы при высоких температурах;

• меньшую удельную плотность сплава;

• меньшую стоимость.

Однако широкому применению "фехрали" вместо "нихрома" препятствовали плохие механические свойства "фехрали", а именно, низкая пластичность в исходном состоянии (что важно при изготовлении нагревательных элементов), а также резкое уменьшение пластичности сплава при эксплуатации (что важно при работе и ремонте нагревательных элементов).

3. Современные "Многокомпонентные сплавы Fe-Cr-Al-Si-Mn-Zr-Ti-Y", известны под названиями фирм производителей: Kanthal, Resistohm, Aluchrom, и др. имеющие базовый состав близкий к "фехралям" (Fe-Cr-Al), однако, за счет комплексного легирования различными элементами Si, Mn, Zr, Ti, Y, Ce и другими, снижения содержания С в несколько раз, а также технологическим особенностям изготовления производителям удалось создать материал с отличным комплексом физических, механических и эксплуатационных свойств:

• высокая рабочая температура эксплуатации;

• больший срок службы при высоких температурах;

• низкая удельная плотность сплава;

• хорошие механические свойства (в частности, высокое значение пластичности);

• отсутствие сильного роста зерна и межкристаллитного разрушение сплавов при повышенных температурах;

• приемлемая стоимость.

В Украине сложилась весьма парадоксальная ситуация - приобретая и пользуясь новой современной бытовой техникой или автомобилем, мы с удовольствием принимаем достижения фирм изготовителей, при этом с большим недоверием относимся к новым технологическим материалам, оборудованию и технологиям с помошью которых эти товары изготовлены.

Сегодня, большое колличество отечественных предприятий все еще применяет нихром и фехраль для изготовления нагревателей в промышленных печах, тогда как в мире их доля в этом секторе составляет менее 3%, а в общем потреблении сплавов сопротивления - до 15%. К настоящему моменту все ведущие мировые производители промышленных печей применяют для изготовления нагревательных элементов только современные "многокомпонентные сплавы Fe-Cr-Al-Si-Mn-Zr-Ti-Y" так как они обладают вышеизложенными преимуществами.

Фирма "Rescal" (Рескал) (Франция) занимает лидирующую позицию в Европе, как производитель современных сплавов сопротивления, нагревательных элементов для печей, сплавов для изготовления термопар и компенсационных проводов. Компания поставляет порядка 3600 тонн продукции в год в 67 стран мира.

Данное предприятие располагает современным промышленным оборудованием полного цикла производства и исследовательской лабораторией для получения продукции отвечающей всем требованиям заказчиков.

Высокое качество материалов позволило фирме специализироваться на выпуске сплавов для тяжелых условий эксплуатации нагревательных элементов.

Сегодня фирма "Rescal" (Рескал) (Франция) производит широкую гамму современных сплавов сопротивления, основную долю которой составляют "Многокомпонентные сплавы Fe-Cr-Al-Si-Mn-Zr-Ti-Y" под торговой маркой "Resistohm" (Резистом).

Некоторые, наиболее широко используемые сплавы сопротивления представлены в таблице:

Таблица 1. Многокомпонентные сплавы Fe-Cr-Al-Si-Mn-Zr-Ti-Y

Все сплавы соответствуют ГОСТу на данный вид продукции, более того, их характеристики выше требуемых, для примера: пластичность (удельное удлинение) при комнатной температуре проволоки из сплавов Х27Ю5Т, Х23Ю5Т по ГОСТу 12766.1-90 составляет 10-12%, а близкая к ней группа сплавов "Резистом" Р 135, Р140 и Р145 демонстрирует более 21%.

Производственная программа фирмы "Rescal" (Рескал) (Франция) по сплавам сопротивления включает в себя:

• проволоку диаметром от 0,1 мм до 10 мм (диаметром до 5мм холоднотянутую);

• ленту различных сечений.

Мы предлагаем современные сплавы сопротивления гарантированно высокого качества, завоевавшие доверие во многих странах и получившие высокую оценку у отечественных предприятий.

Также наша фирма "САС инженерная компания" выполняет:

• подбор и полный расчет нагревательных элементов для электропечей сопротивления и промышленных нагревателей;

• проектирование и изготовление систем управления (шкафов управления) для электропечей сопротивления различных типов (термические и плавильные печи, сушильные камеры и т.п.).

Современные "многокомпонентные сплавы Fe-Cr-Al-Si-Mn-Zr-Ti-Y"
"Resistohm" (Резистом)

1. Область применения:

Широко используется в электропечах сопротивления для всех отраслей промышленности (машиностроение, литейные и термические цеха, производство керамики и стекла, сушильные цеха). Сплав оптимален для использования в ТЭН-ах и бытовых приборах (духовые шкафы, тепловентиляторы, тостеры, фены и т.п.).

Превосходные свойства этих материалов обусловлены, в частности, тем, что на их поверхности образуется высокопрочная пленка Al2O3 светло-серого цвета, которая является отличным изолятором и более эффективно предотвращает коррозию по сравнению с оксидом хрома (Cr2O3), образующимся на поверхности нихромов. Пленка оксида хрома менее устойчива, быстрее отслаивается и испаряется (интенсивное испарение при 1100 С), что приводит к сокращению срока службы нагревателя.

Промышленные печи изготовленные на основе футеровки из легковесных волокнистых огнеупоров в комплексе с нагревателями из современного сплава позволяют сократить время выхода на рабочий режим, а также значительно снизить потребление электроэнергии и эксплуатационные затраты по сравнению с печами на основе кирпичной футеровки с нагревателями из нихрома.

2. Основные преимущества:

В отличии от " нихромов":

1. Высокая рабочая и максимальная температура применения: Тmax=1200-1350'С, Tплавл.=1500'С.

2. Срок службы больше в 2-3 раза при работе при температурах выше 1100'С. Пример: при Т=1100 С, срок службы "Резистом Р" как минимум в 2,8 раза выше чем Х20Н80, атмосфера - воздух.

3. Плотность ниже, чем у нихрома (7,1-7,2 г/см³ против 8,4 г/см³ у Х20Н80). Экономия на материале составляет 17% по весу.

4. Выше удельное электросопротивление 1,39-1,45 Ом·мм²/м против 1,12 для Х20Н80, что приводит к экономии на материале.

5. Выше значение допустимой поверхностной мощности q (4 Вт/см² против 2 Вт/см² для Х20Н80 при Т=1000'С).
Приведенные в п. 3,4,5 преимущества позволяют экономить на материале для нагревательных элементов 20-30% по весу в сравнении с Х20Н80.

6. Отличная стойкость в воздушной среде, вакууме, аргоне, серосодержащих и СО-содержащих атмосферах, водяном паре, парах алюминия.

7. Низкое значение интеркристаллитного окисления.

8. Высокое значение предела ползучести, что уменьшает вероятность провисания элементов.

9. Хорошие механические свойства: высокий предел текучести, хорошая пластичность при комнатной температуре (удлинение более 21%).

10. Низкое стабильное значение ТКЭС.

11. Небольшая зависимость электросопротивления от различных видов теплового воздействия и холодного деформирования.

12. Цена ниже, чем у нихромов.

В отличии от "фехралей":

1. Существенно большая пластичность (удельное удлинение) при комнатной температуре: более 21% против 10-12% у классических "фехралей".

2. Более высокая пластичность сплава после эксплуатации при высоких температурах.

3. Сниженное значение интеркристаллитного окисления.

4. Снижение размера зерна как в исходном состоянии, так и замедленный рост зерна при эксплуатации при высоких температурах - стабильность функциональных свойств.

5. Хорошая "свариваемость" сплавов.

Ниже приведены несколько примеров использования нагревательных элементов из сплавов сопротивления различных типов: "нихром" Х20Н80 и "многокомпонентные сплавы Fe-Cr-Al-Si-Mn-Zr-Ti-Y" "Resistohm" (Резистом) фирмы "Rescal" (Рескал) (Франция):

- термическая камерная печь мощностью 38 кВт, 3 фазы, 380 В:

- плавильная тигельная печь для плавки алюминиевых сплавов мощностью 70 кВт, 3 фазы, 380 В:

3. Спецификация "многокомпонентных сплавов Fe-Cr-Al-Si-Mn-Zr-Ti-Y" фирмы "Rescal" (Рескал) (Франция)

Сплав Резистом Р135

Применение: Применим как в промышленных печах и нагревателях, так и в бытовых приборах при температурах до 1200'С. Длительный срок службы при повышенных рабочих температурах.

Сплав Резистом Р140

Применение: Применим как в промышленных печах и нагревателях, так и в бытовых приборах при температурах до 1280'С. Длительный срок службы при повышенных рабочих температурах.

Сплав Резистом Р145

Применение: Применим как в промышленных печах и нагревателях, так и в бытовых приборах при рабочих температурах до 1350'С. Длительный срок службы при повышенных рабочих температурах.

4. Опыт применения данных сплавов сопротивления отечественными предприятиями убедительно доказал примущества современных сплавов сопротивления. Среди прочих положительных отзывов наших клиентов о данной продукции, мы бы выделили несколько моментов:

• Отличная стойкость материала "Resistohm" (Резистом) при работе в парах алюминия, в частности, при работе в отражательных плавильных печах для плавки алюминиевых сплавов.

• Высокий срок службы при высокой рабочей температуре, в частности, в тигельных электропечах при плавке медных сплавов (срок службы сплава Резистом Р140 в 3 - 4 раза превышает срок службы нихрома Х20Н80 в аналогичных условиях).

• Хорошая "свариваемость" материала как в исходном состоянии, так и после эксплуатации при ремонте нагревательных элементов.

• Стоимость "Resistohm" (Резистом) ниже стоимости нихрома.

С образцами продукции и дополнительной технической информацией Вы можете ознакомиться в нашем офисе: Украина, 03142, г. Киев-142, ул. Ак. Крымского, 27; тел./факс: +38 (044) 424-25-03, 422-89-21; e-mail: sas@tsua.net; www.sasua.com.ua. Также мы приглашаем посетить стенд нашей компании на предстоящей Международной выставке технологий, оборудования и материалов для производства литья "ЛитЭкс-2008", которая состоится с 7 по 10 октября 2008 года в помещениях Экспо-центра "Метеор" (Украина, г. Днепропетровск, ул. Макарова, 27-а), где наряду со сплавами сопротивления нашей компанией будет представлен широкий спектр материалов и оборудования для литейного производства:

• Препараты (флюсы) для обработки расплавов (рафинирование, дегазация, модифицирование) цветных металлов и сплавов.

• Противопригарные краски для кокильного литья и литья под низким давлением.

• Графитошамотные и карбидкремниевые тигли для плавки цветных и драгоценных металлов и сплавов.

• Смазочные материалы для литья под давлением.

• Пенокерамические фильтры для фильтрования расплавов цветных металлов и сплавов.

• Печи электрические и газовые: термические, для плавки цветных металлов и сплавов, лабораторные, сушильные камеры.

• Машины литья под давлением с холодной и горячей камерой прессования.

• Системы вакуумирования пресс-форм литья под давлением.

• Комплекты модернизации электропечей сопротивления. Системы управления электропечами сопротивления: плавильными и термическими.

Будем искренне рады встрече с Вами !

Сведения об авторе:

• Сезоненко Антон Юрьевич - к.ф.-м.н., главный инженер ЧП "САС инженерная компания", т./ф.: +38 (044) 424-25-03, 422-89-21; e-mail: sas@tsua.net

Опубликовано: ИТБ "Литьё Украины", №4 (92) 2008 г.