Нихром Х20Н80: проволока, рабочая температура и сопротивление

Нихромом называют сплав никеля с хромом с высоким электрическим сопротивлением. Когда через него идёт ток, он греется, и при этом не сгорает на воздухе даже докрасна раскалённым: хром образует на поверхности плотную защитную плёнку оксида.

Поэтому его берут на нагревательные элементы: спирали промышленных печей, ТЭНы, калориферы, сушильные камеры, паяльное и термопластовое оборудование, резисторы и реостаты.

Марки прецизионных сплавов, в том числе нихромов, задаёт ГОСТ 10994-74. Проволока из сплавов с высоким сопротивлением выпускается по ГОСТ 12766.1-90, а лента по ГОСТ 12766.2-90.

Х20Н80 означает около 20 % хрома и около 80 % никеля. Суффикс -Н, как в Х20Н80-Н, у проволоки означает исполнение для нагревательных элементов.

Два самых распространённых нихрома отличаются составом.

Х20Н80 считается классическим нихромом: около 80 % никеля и 20 % хрома. Самый жаростойкий из нихромов: держит наибольшую рабочую температуру и дольше всех живёт в раскалённом состоянии.

Х15Н60 называют «ферронихромом»: никеля меньше, около 60 %, хрома около 15 %, остальное в основном железо. Дешевле, потому что никель дорогой. Но и рабочая температура у него ниже, а ресурс при высоком нагреве короче.

Если нагреватель работает на пределе, при высокой температуре и долго, берите Х20Н80. Если температура умеренная, нагреватель меняют регулярно и важна цена, подойдёт Х15Н60.

В каталоге: проволока Х20Н80 и Х15Н60 диаметром от 0,1 до 0,8 мм.

На этом свойстве нихрома ошибаются чаще всего.

Защитная оксидная плёнка постепенно растёт, а металл под ней расходуется. У толстой проволоки металла много, и этот процесс идёт годами. У тонкой запас маленький, и она прогорает насквозь гораздо быстрее. Поэтому стандарт задаёт предельную рабочую температуру в зависимости от диаметра.

По ГОСТ 12766.1-90 для нихрома Х20Н80-Н:

Если нагреватель должен работать при 1100 градусах, проволока 0,3 мм не подойдёт, какой бы марки она ни была. Нужно брать толще и соответственно пересчитывать длину под нужное сопротивление.

Удельное сопротивление Х20Н80 при 20 °C составляет около 1,13 мкОм·м, то есть 1,13 Ом на метр проволоки сечением 1 мм². Сопротивление метра считается как 1,13 ÷ площадь сечения.

Нихром продают на вес, поэтому рядом указано, сколько метров в килограмме при плотности около 8,4 г/см³.

Удобно, что сопротивление нихрома мало меняется с нагревом, в пределах нескольких процентов. Поэтому расчёт по холодному сопротивлению даёт мощность, близкую к рабочей.

У нихрома есть более дешёвый конкурент: фехраль, сплав железа с хромом и алюминием, например Х23Ю5Т.

Температура. Фехраль держит больше: по ГОСТ 12766.1-90 для Х23Ю5Т это до 1400 °C при толщине от 6 мм. Для самых горячих печей он незаменим.

Хрупкость. Главный недостаток фехраля: после работы при высокой температуре он становится хрупким в холодном состоянии. Отработавшую спираль из фехраля нельзя перегнуть или поправить: она ломается. Нихром остаётся пластичным и после нагрева.

Магнит. Самый быстрый способ отличить: фехраль магнитится, а нихром Х20Н80 нет. Если в партии «нихрома» проволока липнет к магниту, это не Х20Н80.

Цена. Фехраль дешевле: в нём нет никеля.

Для печей с очень высокой температурой и неподвижной спиралью берут фехраль, а для нагревателей, которые вибрируют, перемещаются, требуют ремонта, и для умеренных температур нихром. Фехраль в каталоге: проволока и лента.

Расчёт нагревателя начинается с двух чисел: напряжения и нужной мощности.

Шаг 1. Сопротивление. R = U² ÷ P. Для 220 В и 500 Вт: 220 × 220 ÷ 500 = 96,8 Ом.

Шаг 2. Длина. Делим нужное сопротивление на сопротивление метра выбранной проволоки. Для 0,5 мм: 96,8 ÷ 5,8 ≈ 16,7 м.

Шаг 3. Проверка по температуре и нагрузке. От него зависит больше всего: одинаковое сопротивление можно набрать тонкой короткой проволокой или толстой длинной. Тонкая раскалится сильнее и прогорит быстрее, толстая будет работать холоднее и дольше. Диаметр подбирают так, чтобы проволока не перегревалась выше допустимой для её толщины температуры.

Поэтому формула из шагов 1 и 2 даёт только прикидку метража. Нагреватели для производства, работающие от сети, проектирует специалист с учётом условий охлаждения, способа укладки спирали и требований электробезопасности.

Для нагревателей из листа и ленты (например, плоских элементов и экранов) есть нихромовый лист.

Что означает Х20Н80?

Нихром с содержанием около 20 % хрома и около 80 % никеля. Суффикс -Н в Х20Н80-Н у проволоки означает исполнение для нагревательных элементов.

Какая максимальная температура у нихрома Х20Н80?

Зависит от толщины. По ГОСТ 12766.1-90 для Х20Н80-Н это 1200 °C при диаметре от 6 мм, 1100 °C при 1 мм и 950 °C при 0,2 мм.

Чем Х20Н80 отличается от Х15Н60?

Х20Н80 содержит больше никеля, держит более высокую температуру и дольше служит. Х15Н60 дешевле, но рабочая температура у него ниже.

Какое сопротивление у нихромовой проволоки?

Удельное составляет около 1,13 мкОм·м. Метр проволоки 0,5 мм имеет сопротивление около 5,8 Ом, а метр 1 мм около 1,44 Ом.

Как отличить нихром от фехраля?

Магнитом: фехраль притягивается, а нихром Х20Н80 нет. Ещё один признак: после нагрева фехраль становится хрупким, а нихром остаётся гибким.

Что лучше для печи: нихром или фехраль?

Для самых высоких температур и неподвижных спиралей подходит фехраль, он держит до 1400 °C. Для нагревателей с вибрацией, ремонтом и умеренными температурами лучше нихром.

Сколько метров нихромовой проволоки в килограмме?

Для 0,5 мм около 610 метров, для 0,3 мм около 1 680, для 1 мм около 150.

Нихром, сплав никеля с хромом, идёт на нагревательные элементы. Х20Н80 самый жаростойкий из нихромов, а Х15Н60 дешевле, но с меньшей рабочей температурой.

Предельная температура зависит от толщины проволоки: для Х20Н80-Н это 1200 °C при 6 мм, но только 950 °C при 0,2 мм. Тонкая проволока прогорает быстрее.

Метр проволоки 0,5 мм имеет сопротивление около 5,8 Ом, а в килограмме её около 610 метров. Длину под нагреватель считают от напряжения и мощности, а диаметр проверяют по допустимой температуре.

Фехраль держит больше, до 1400 °C, и дешевле, но хрупок после нагрева и магнитится: по этому признаку его легко отличить от нихрома.

Ассортимент смотрите в разделе нихром: проволока и лист.