Фехраль

Фехра́ль — сплав, состоящий из следующих элементов: Cr (12—15 %); Al (3,5—5,5 %); Si (1 %); Mn (0,7 %); остальное Fe.

Твёрдый, хрупкий сплав, с трудом поддающийся обработке, обладает высоким удельным электрическим сопротивлением (1,2—1,3 Ом·мм²/м). Плотность 7100-7300 кг/м³, температура плавления около 1450 °C. Наибольшая рабочая температура 750—950 °C. Применяется для мощных электронагревательных устройств и промышленных печей, пуско-тормозных резисторов электровозов и моторвагонного подвижного состава.

Содержание

Виды фехралей

65-68 % Железо, 5-5,8 % Алюминий, 0,15-0,4 % Титан1450 °CХ23Ю5Т — сплав 875 (W-KA1)22-24 % Хром, 69-72 % Железо, 5-5,8 % Алюминий, 0,15-0,4 % Титан1500 °CKanthal A1, Alloy 875, Resistohm 145, Aluchrom 0, Alchrome 875, мегапир GS SY, еврофехральХ23Ю5 — сплав 837 (W-KAF)23 % Хром, 71,7 % Железо, 5,3 % Алюминий1500 °CKanthal AF, Resistohm Y, Aluchrom Y, Alloy 837, мегапир, GS SY, еврофехральХ15Ю515 % Хром, 79,7 % Железо, 5,3 % Алюминий1500 °CKanthal AF, Resistohm Y, Aluchrom Y, Alloy 837, мегапир, GS SY, еврофехраль

Применение

Х27Ю5Т — для нагревательных элементов с предельной рабочей температурой 1350 °C в промышленных и лабораторных печах.

Х23Ю5Т — твёрдый, хрупкий сплав, с трудом поддающийся обработке, обладает высоким удельным электрическим сопротивлением (1,2-1,3 мкОм·м). Плотность 7100-7300 кг/м³, температура плавления около 1450 °C. Наибольшая рабочая температура 750—950 °C. Применяется для мощных электронагревательных устройств и промышленных печей. К недостаткам следует отнести общее свойство фехралей — рекристаллизационный порог в интервале температур 600—650 °C, что затрудняет использование данного сплава в термоциклическом режиме, а также невысокую пластичность.

Х15Ю5 — имеет плотность 7,1 гр/см³, температура плавления около 1450 °C. Наибольшая рабочая температура 750—950 °C. Применяется для мощных электронагревательных устройств, производства блоков резисторов и элементов сопротивления.

GS23-5 (Х23Ю5Т-Н-Ви) — это улучшенный вариант сплава Х23Ю5Т. Благодаря введению специальной лигатуры удалось существенно улучшить его физические свойства, что существенно облегчает навивку спиралей. Выдерживает рабочие температуры до 1350 °C. К недостаткам следует отнести общее свойство фехралей — рекристаллизационный порог в интервале температур 600—650 °C, что затрудняет использование данного сплава в термоциклическом режиме.

GS T (Х23Ю5-Н-Ви) — широко используется в высокотемпературных электропечах, печах обжига и сушки, различных электрических аппаратах теплового действия. Оптимален для использования в производстве трубчатых электрических нагревателей (ТЭН) и бытовых приборах.

Мегапир-150 — широко используется для производства резистивных элементов, в электропечах и различных электрических аппаратах теплового действия.

Мегапир-200 — используется в высокотемпературных электропечах, печах обжига и сушки, различных электрических аппаратах теплового действия, а также для производства резистивных элементов.

Источник

Фехралевая проволока и нить

Калькулятор «Металлы и сплавы». Фехраль

Кнопки перемещения по сплавам.

Фехраль позволяет создавать нагреватели электрических печей с самыми высокими рабочими температурами среди материалов, не содержащих в своем составе тугоплавкие металлы, такие как вольфрам, молибден, ниобий и другие. Отсутствие никеля существенно сказывается на стоимости продукции в сторону ее уменьшения по сравнению с нихромом. Эти две особенности делают описываемый материал достаточно привлекательным в сегменте прецизионных сплавов с высоким электрическим сопротивлением. Такие распространенные полуфабрикаты как фехралевая проволока и нить, относящиеся к классу круглого проката, полностью удовлетворяют потребности промышленности в заготовках для изготовления круглых нагревателей.

Купить фехралевую проволоку достаточно просто. Метотехника предлагает широкий размерный ряд изделий. Заказ можно сделать на сайте на странице с ценами, по электронной почте или телефону.

Более подробно ознакомиться с характеристиками продукции из фехраля, прочитать про ее производство, применение и марки можно на представленной странице в соответствующих разделах.

Марки

Данная продукция изготавливается из фехраля, который относится к материалам с высоким электросопротивлением. Наибольшее распространение получили марки Х23Ю5Т и Х27Ю5Т. Также полуфабрикаты производят из марок Х15Ю5, Х23Ю5.

Химический состав марок Х23Ю5Т, Х27Ю5Т, Х15Ю5, Х23Ю5 регламентируется стандартом ГОСТ 10994-74.

Производство

Фехралевая проволока производится методом протяжки, который относится к обработке давлением. Она осуществляется без дополнительного подогрева заготовок, соответственно, полуфабрикат при этом получается холоднотянутым.

После основной технологической операции выполняется ряд дополнительных действий. Для получения мягкого состояния проволока из фехраля отжигается. В некоторых случаях осуществляется травление поверхности с целью ее очистки от различных загрязнений, например, смазки.

Размеры продукции, механические свойства, состояние поставки, электрическое сопротивление, а также максимальные рабочие температуры регламентируются стандартами ГОСТ 12766.1-90 и ГОСТ 8803-89.

Стоит отметить, что проволока, которая имеет малые значения диаметров (менее 0,5 мм), как правило, называется фехралевая нить.

Применение

Еще одной областью применения является производство резистивных элементов для различных электротехнических приборов.

Источник

Нихром или фехраль

Марки и химический состав

В состав нихрома входит до 80% никеля, около 22% хрома и 1,5% марганца, также в состав внесены дополнительные примеси. Сплавы нихрома разделены всего лишь на две группы: нежелезистые и железистые.

Нихром марок Х20Н80 и Х15Н60 Самым широко применяемым типом нихрома является маркировка Х20Н80, относящаяся к нежелезистым сплавам. Марка Х15Н60 – железистый сплав.

Никель, входящий в состав нихромового сплава определяет технологические свойства нагревателя в работе. Поэтому были созданы модифицированные сплавы содержащие большее количество основного вещества, в маркировке которых была добавлена буква «Н». На примере Х20Н80 можно увидеть, что общий состав марки не изменился, стало лишь больше никеля, и было добавлено небольшое количество циркония (модифицированная марка Х20Н80-Н), другие сплавы изменены по такому же принципу.

Фехраль Основной составляющей фехралевого сплава есть Fe, Cr и Al. В зависимости от марки сплава компоненты добавляются в разной концентрации с дополнительными элементами Zr и Mn. С целью подбора оптимального соотношения компонентов для решения разного рода задач и работы в разных сферах было создано множество марок данного сплава.

Фехраль марок Х23Ю5Т, Х27Ю5Т, Х15Ю5 Указанные марки широко применяются в промышленности для высокотемпературных обработок. В их характеристики входят: некоторая стабильность, жаростойкость и надежность в работе. Х23Ю5Т имеет до 78% железа и выделяется неплохими показателями прочности. Х27Ю5Т характеризуется высокой концентрацией Cr, что снижает прочностные характеристики, поэтому сегодня все чаще используют его аналоги.

Сравнение нихрома и фехраля

Фехраль наравне с нихромом обладает высоким удельным сопротивлением. Номинальные показатели сопротивления у нихрома зависят от диаметра проволоки (ленты/нити). А в случае фехряля номинальное сопротивление определяет его марка. Плавление нихрома начинается после 1400C, фехраль плавится при 1500C.

Прочность в состоянии покоя (без нагревания)

Фехраль более твердый сравнительно с никелем, и это делает его более ломким материалом. По этим причинам намотка фехраля проводится лишь после разогрева проволоки до 300C. В случае же нихрома разогрев проводить не нужно, он отлично сматывается в катушку даже при комнатных температурах.

Прочность при нагревании

Фехраль отлично справляется с высокотемпературной нагрузкой. Его можно эксплуатировать в условиях повышенной температуры длительное время. А нихром, напротив, способен отлично справляться с высокотемпературным циклическим нагревом, но плохо ведет себя при длительном термическом воздействии.

Стойкость к окислительной среде

Нихром способен длительно и хорошо работать в окислительных условиях, ведь высокое содержание никеля предотвращает быстрые процессы коррозии. Если нихром долго работает в окислительной среде, его поверхность покрывается тонкой пленкой оксида хрома, которая обеспечивает защиту сплава от агрессивной среды. Быстрое окисление может наступать в электрических печах с высоким содержанием кислорода.

Так как у фехраля высокий процент содержания железа он менее устойчив в окислительных средах. Защитная пленка образовывается у него намного быстрее, чем у нихрома, поэтому в агрессивной среде применять его затруднительно. Особенно сильно это сказывается на тонких проволоках и лентах. Зато фехраль отлично справляется с нагревом глинозёмной, углеродной и содержащей серу среде.

Где применяют фехраль и нихром

Изготовление нихрома и фехраля

Цены на фехраль и нихром

Несмотря на много общих характеристик цена на данные материалы имеет значительные отличия обусловленные расценками на сырье. Железо, которое является основным составляющим элементом фехраля стоит дешевле никеля.

Источник

Расчет параметров нагревателей из нихрома и фехрали

Производственные процессы (такие, как сушка, обжиг) происходят при высоких температурах, составляющих сотни градусов по Цельсию. Нагреватели для технологического оборудования выбираются термостойкие, способные выдерживать многократные процессы изменения температуры, а также поддерживать на регулярной основе высокие термические показатели. В противном случае агрегаты придётся часто останавливать, чтобы заменить вышедшие из строя элементы новыми, что невыгодно по энергетическим и финансовым показателям.

Сырьё для нагревателей

Изначально устанавливают нагреватели из стойких материалов, к которым относятся сплавы.

Токопроводящими элементами ТЭНов выбирают нихром и фехраль. Это ─ сплавы, состоящие из 2-3 компонентов. В первом случае объединили Ni и Cr, а во втором ─ Fe, Al и Cr. Для каждого типа оборудования учитывается диаметр проволоки, напряжение в сети, вырабатываемая мощность, сопротивление на единицу площади.

Как выбрать нужную проволоку? Различают Фехраль стандартный, Суперфехраль, Еврофехраль. Что лучше взять: дорогостоящий нихром или более хрупкий фехраль? Как правильно подобрать параметры резистивного материала для воздушной и жидкостной сред?

Очень удобно, когда есть специальный математический инструмент, в который вводишь необходимые составляющие – и он выдаёт готовый ответ по подбору материала для проволоки, её длины, диаметра, формы (прямая или спиральная). Такой калькулятор уже разработан и представлен ниже.

Расчет длины спирали

Мощность нагревателя
Вт

Напряжение питания
В

В калькуляторе не учтено возрастание сопротивления при повышении температуры. Фактическая мощность будет ниже расчетной.

Расчет веса и длины

Также существуют несколько видов расчётов, которые рассмотрим более подробно.

Методы вычислений и применяемые формулы

Исходными показателями для последующего расчёта характеристик термоэлементов выбираются:

объём нагреваемого пространства в агрегате;

граничная температура, используемая для выполнения термического процесса;

мощность, продуцируемая нагревателем.

Определение длины проволоки

Расчёт по сопротивлению

1. Находим силу тока:

2. Вычисляем значение сопротивления:

3. Узнаём, какой длины нужна проволока (L):

где ρ – удельное сопротивление материала.

4. Затем нужно просчитать число витков и размер одного витка.

где Ø _н – это диаметр намотки, а 1/2Ø_{поп. с.} – половинное значение поперечного сечения в проволоке.

5. По таблице проверяем, сможет ли проволока с рассчитанными параметрами выдержать электрическую нагрузку.

При подборе и I, и t˚ выбираются значения приближённые, но округляемые в сторону бόльших значений. При этом получаем минимально допустимые площадь сечения и диаметр нагревателя. При желании допускается использовать проволоку толще, чем получено при расчёте. А вот в меньшую сторону от полученных значений уходить не рекомендуется: возникает потенциальная опасность быстрого перегорания проволоки.

Ещё один полезный нюанс. При размещении резистивного проводника из нихрома в жидкой среде, значение силы тока повышают на 10-50%. Когда нагреватель закрыт, то для толстой проволоки ток снижают на 20%, для тонкой – на половину.

Расчёт температурного значения

Первый способ имеет погрешности, так как значение сопротивления спирали выбирается в холодном состоянии. А при нагреве оно способно менять исходную величину. Там, где используются приборы небольшой мощности, и температура повышается незначительно, можно принимать первый метод, как подходящий. А когда в печах требуется высокая температура, проведенные вышеуказанным методом вычисления нельзя назвать точными. Поэтому стали применять второй метод, более сложный и скрупулёзный.

1. Имея линейные размеры камеры печи, определяем её объём:

2. Просчитываем мощность термического агрегата. При объёме обжигового устройства до 50 л удельная мощность считается равной 100 Вт/л. Для печей с параметром в 100-500 л аналогичный показатель принимается 50-70 Вт/л.

где P_уд. является удельной мощностью.

2. По полученному числу смотрим, какой должен быть нагреватель. Мощность до 10 кВт допускается для однофазной сети, а когда цифра получается больше, требуется 3-хфазное подключение.

3. Находим силу тока, используя мощность проволоки и напряжение между краями нагревателя:

4. Считаем значение сопротивления:

С однофазной сетью всё понятно, здесь ток протекает по единой схеме и не разделяется на потоки.

Трёхфазная сеть

На производстве всегда задействовано множество потребителей тока, поэтому напряжение в сети достигает 380 В. Все три фазы получают равномерную нагрузку, в связи с чем мощность нагревателей будет равной (полученное значение делится на 3).

Разработано 2 способа организации 3-хфазной сети.

«Звезда»

Характеризуется одной точкой соединения. Нагреватель находится между «нулём» и фазой, поэтому напряжение на его концах получится по 220 В.

«Треугольник»

Место нагревателя – между двумя фазами, поэтому напряжение на концах будет достигать 380 В.

При сравнении двух схем с реальными цифровыми значениями, в «Треугольнике» ток, проходящий через нагреватель, будет меньше, а сопротивление окажется меньше в «Звезде».

5. Таблицы помогут отыскать значение удельной поверхности.

6. Длина проволоки ищется так:

где ρ обозначает номинальную величину сопротивления проволоки длиной 1м.

7. Чтобы найти вес проволочной части нагревателя, действуем так:

где μ представляет собой вес однометровой проволоки.

8. Зная, какого размера нам нужна проволока, вычитываем площадь поверхности с учётом её длины:

где d обозначает диаметр материала

9. Оперируя значениями мощности и площади поверхности, просчитываем её удельное значение:

где за β принимается поверхностная мощность нагревателя.

Каждый материал имеет свою конкретную β, которая подаётся в графической или табличной системе. На неё влияет допустимая рабочая температура, которая не может быть больше заданной.

Для агрегатов с высокой степенью нагрева выбирается поверхностная мощность, рассчитанная по следующей формуле:

где α – параметр эффективности излучения;

β_эф. – мощность нагревателей на их поверхности, которая зависит от температуры получающей энергию среды.

α и β берутся из таблиц.

10. Находим диаметр токоподающей части нагревателя:

где ρ_t – величина удельного сопротивления при той температуре, которая задана для правильного ведения технологического процесса.

где ρ₂₀ – это значение сопротивления, приходящегося на единицу длины, при +20˚С;

k – поправочный коэффициент, показывающий зависимости сопротивления от термического показателя.

11. Длина проволоки вычисляется по данной формуле:

Как предупредить перегрев? Надо растянуть спиралеподобную проволоку таким образом, чтобы шаг между витками на 150-200% превосходил диаметр резистивного материала.

Четыре аспекта при подборе нагревателей

Выбирая нагреватели, ориентируйтесь на их эксплуатационные характеристики.

Чтобы нагрев был действительно высоким, следует выбирать материалы с большим удельным сопротивлением. В противном случае понадобится увеличить длину нагревателя и сделать меньше значение поперечного сечения проволоки. Когда нагреватель используется для печей, сушильных шкафов, то не всегда разумно менять его линейные параметры (он может попросту не поместиться в располагаемой зоне).

Стойкость к термическим разрушениям, формирования окалины на поверхности, сохранение прочности при температурных изменениях, стабильность физических свойств с течением времени являются важными показателями при выборе формирующих температуру элементов.

Учитывается значение термического коэффициента сопротивления. Когда оно большое, приходится монтировать понижающие напряжение трансформаторы, которые способствуют постепенному разогреванию оборудования.

Чтобы проволока, лента, спираль получились нужно конфигурации и размера, исходные материалы выбираются с оптимальной пластичностью и способностью к свариванию.

Нихром & фехраль: чем обусловлен выбор

Какие проволоки более востребованы: на основе никеля или железа? У Fe значение сопротивления на единицу площади больше, чем у Ni, поэтому использование материала для изготовления нагревателя будет более экономным. Ещё один приятный момент в сравнении удельного веса – железо выигрывает в этом соревновании в среднем на 5%. Поэтому финансовая экономия налицо.

Везде, где будет «плюс», надо учитывать и «минус». Железистые продукты быстрее ломаются в отличие от никелевых. Навивка проволоки в спираль в фехралях происходит только в разогретом состоянии (до +300˚С), а уже при +600˚С начинается рекристаллизация то негативно влияет на длительность применения нагревателей. Воздушное окисление у Fe-содержащих материалов происходит сильнее и быстрее, чем у никелевых аналогов.

Поэтому, когда термические процессы ограничены +1200˚С (реже +1400˚С), можно выбирать железистую проволоку, особенно когда её эксплуатация предусмотрена в среде, содержащей серы или глинозёмную керамику. Однако обновлять фехралевые нагреватели понадобится чаще.

Никелесодержащая проволока не зря стόит дороже. Она более приемлема для разных термических условий эксплуатации, меньше загрязняется продуктами горения на поверхности. Каждый выбирает для себя сам, что ему лучше: сниженная цена на покупку нагревателя или более длительный период его работы.

Применение, форма на продажу, цена

Нихром востребован в печах по сушке и обжигу, в электроплитах, в испарителях продукции для вейперов, системах подогрева воздуха и воды, в электрических кухонных плитах. Из него изготавливают соединители, реостаты и другую продукцию, эксплуатируемую в условиях повышенной сложности.

Выпускают фехралевую и нихромовую проволоку в виде бухтовой проволоки и холоднотянутой нити. Диаметр 0,01-1см. Номенклатурный ряд пополняется прутка из горячекатаного материала, лента холодной прокатки и с плющением, круглыми полуфабрикатами.

При комнатной температуре пластичность фехраля на 5-10% ниже, чем у нихрома. Также лидирует нихром и при временном сопротивлении усилию на разрыв.

Фехраль твёрже, поэтому ему сложнее придать нужную форму (нужен нагрев при навивке в спираль).

Повышение температуры выше +1200˚С негативно влияет настабильность состояния железистой проволоки. Нихром не меняет своего кристаллического состояния при термическом значении до +1200˚С, а связи с чем дольше пригоден в производственных процессах.

Ценовой формат следующий: никель в 10 раз дороже железа, а разница в покупке сплавов составляет более 300%. Однако, приобретая нагреватели, надо принимать во внимание не только финансовый показатель, но и условия применения, долговечность использования. В ряде случаев быстрый износ, остановка печей выливаются в значительные издержки, поэтому правильнее будет остановиться не на фехралевой, а нихромовой термической продукции.

Также можно изучить свойства других сплавов, в которые добавлен алюминий. Он повышает стойкость к окалине и обеспечивает повышенную устойчивость в процессе поддержания условий обжига (сушки, спекания) и при смене температурных фаз.

Что делать для точного подбора и профессионального изготовления

Теперь вы имеете точное представление о том, что собой представляют фехралевые и нихромовые токопроводящие нагреватели. Их количество можно долго и скрупулёзно рассчитывать по формулам. А более быстро получится выполнить подбор, если использовать размещённый на сайте калькулятор. А если углубиться в расчёты, учитывать сопутствующие факторы эксплуатации, то и калькулятора, и приведенных формул окажется мало.

В этом случае мы приглашаем напрямую обращаться к нашим специалистам, которые, имея многолетний опыт, наиболее точно поработают с параметрами проектируемых нагревателей. После получения всех расчётных составляющих мы в индивидуальном порядке изготовим нагреватели, которые проявят свои эксплуатационные качества в полной мере.

Источник

Перезвоним за 30 секунд.

Это бесплатно. Ваш телефон в международном формате, пожалуйста. Например,
+7 (495) 111-11-11 Москва, Россия.
+380 (44) 111-11-11 Киев, Украина.
+49 (30) 111-111-11 Берлин, Германия

Фехралевая проволока Х23Ю5

Аналоги

Х15Ю5

Актуальность

Фехралевая проволока является сплавом железа, хрома, алюминия с присадками марганца, кремния. Она сегодня незаменима в производстве элементов нагрева бытовых электроприборов, промышленных электропечей. Ее применяют также в конвекционных нагревателях, тепловых пушках, фенах, реостатах, резисторах при производстве узлов сопротивления. Большая область использования обусловлена значительной температурой плавления, повышенным удельным электрическим сопротивлением.

Основные качества Х23Ю5

Маркировка

Проволока различного назначения имеет разную маркировку. Фехралевая проволока, которая предназначена для производства нагревательных элементов, обозначается буквой «Н»; для элементов сопротивления — буквой «С»; для изготовления трубчатых электрических нагревателей — ТЭН. Диаметр проволоки может варьироваться от 0,1 до 10 мм.

Производство

Из-за хрупкости сплава способ холодной обработки не применим. Поэтому для вытяжки нити применяют энергоемкие специальные технологии, отражающиеся на ценообразовании сплава. В производстве обычно применяют способ волочения и прессование. В дальнейшем готовый продукт сворачивается бухтой или наматывается на катушку для дальнейшего использования.

Процентный состав фехрали

Нить из фехрали является одним один из наиболее популярных и предпочтительных материалов среди промышленников. Выигрышные потребительские свойства, отличные технические свойства, а также низкая стоимость, покорили современный рынок. Сегодня фехраль почти вытеснила из данного сегмента никель. Невысокая стоимость в сравнении с нихромом, обусловливается применением дешёвого алюминия, вместо дорогого никеля. Стоимость проволоки зависит от диаметра.

Поставщик

Поставщик «Ауремо» предлагает купить фехраль проволоку Х23Ю5 оптом или в рассрочку. Большой выбор полуфабрикатов на складе. Оптимальная цена фехраль проволоки Х23Ю5 от поставщика. Купить фехраль проволоку сегодня. Для оптовых заказчиков — цена фехраль льготная.

Купить, выгодная цена

Компания «Ауремо» — поставщик фехралевой проволоки в страны Восточной и Центральной Европы. Опыт нашей компании позволит Вам легко купить фехралевую проволоку Х23Ю5. В каталоге предоставлен широкий выбор продукции. Цена фехралевой проволоки Х23Ю5зависит от объема заказа и дополнительных условий поставки. Оптовым заказчикам — цена фехралевой проволоки льготная. На связи опытные менеджеры — оперативно помогут купить фехралевую проволоку оптом или в рассрочку. А большой ассортимент не оставит Вас без выбора. У нас наилучшее соотношение цена-качество. Приглашаем к партнёрскому сотрудничеству. Купить фехралевую проволоку сегодня. Лучшая цена фехралевой проволоки Х23Ю5 от поставщика.

Источник