Ειδικό βάρος νιχρωμίου, ιδιότητες, πλεονεκτήματα και πίνακας
Το νιχρώμιο είναι ομάδα κραμάτων που περιέχουν 55 έως 78 τοις εκατό νικέλιο, 15 έως 23 τοις εκατό χρώμιο και πρόσθετα όπως πυρίτιο, αλουμίνιο, μαγγάνιο και σίδηρο. Κύριος προορισμός του είναι τα θερμαντικά στοιχεία και οι αντιστάσεις.
Το πρώτο κράμα νιχρωμίου αναπτύχθηκε το 1905 στις Ηνωμένες Πολιτείες από τον A. Marsh.
Πίνακας ειδικού βάρους νιχρωμίου
Επειδή είναι σύνθετο υλικό, το ειδικό του βάρος δεν μπορεί να υπολογιστεί επί τόπου. Οι μετρήσεις γίνονται σε ειδικά χημικά εργαστήρια. Ωστόσο, το μέσο ειδικό βάρος είναι γνωστό και κυμαίνεται από 8,1 έως 8,4 g/cm³.
Για την απλοποίηση των υπολογισμών παρατίθεται πίνακας ειδικού βάρους και βάρους σε διαφορετικές μονάδες.
| Υλικό | Ειδικό βάρος (g/cm³) | Βάρος 1 m³ (kg) |
| Νιχρώμιο | Από 8,1 έως 8,4 | Από 8100 έως 8400 |
Ιδιότητες του νιχρωμίου
Χάρη στην υψηλή αντοχή στην οξείδωση, την καλή κατεργασιμότητα, την υψηλή ειδική ηλεκτρική αντίσταση και τη δυνατότητα λειτουργίας σε αυξημένες θερμοκρασίες, χρησιμοποιείται συχνά σε θερμαντικά στοιχεία.
Ανάλογα με την ποιότητα έχει ειδική ηλεκτρική αντίσταση από 1,05 έως 1,4 Ω·mm²/m και πυκνότητα από 8100 έως 8400 kg/m³. Η θερμοκρασία τήξης των περισσότερων κραμάτων νικελίου-χρωμίου είναι περίπου 1350-1400 °C. Η επιτρεπόμενη θερμοκρασία λειτουργίας εξαρτάται από την ποιότητα, τη διάμετρο σύρματος, το περιβάλλον και την ψύξη· για κοινά σύρματα είναι χαμηλότερη από την τήξη και συχνά περίπου 1000-1200 °C. Η ειδική θερμοχωρητικότητα στους 25 °C είναι περίπου 450 J/(kg·K) και η αντοχή σε εφελκυσμό περίπου 0,65-0,70 GPa.
Το υλικό έχει εξαιρετική θερμική αντοχή, ολκιμότητα, αντοχή σε ερπυσμό και διατηρεί καλά το σχήμα.
Πλεονεκτήματα του νιχρωμίου
Είναι ακριβή ομάδα κραμάτων και για οικονομία αντικαθίσταται συχνά από FeCrAl. Το τελευταίο όμως δεν μπορεί πάντα να το αντικαταστήσει πλήρως, οπότε η επιλογή εξαρτάται από την εργασία.
Τα πλεονεκτήματα είναι:
- Μεγάλος αριθμός κύκλων ενεργοποίησης και απενεργοποίησης
- Επαρκής ολκιμότητα και κατεργασιμότητα με σωστή ποιότητα και θερμικό καθεστώς
- Υψηλή αντοχή στην οξείδωση και την ατμοσφαιρική διάβρωση, αλλά όχι απόλυτη χημική σταθερότητα
- Οι περισσότερες ποιότητες υψηλού νικελίου είναι μη μαγνητικές ή ασθενώς μαγνητικές· οι ιδιότητες εξαρτώνται από τη σύσταση
- Υψηλή αντοχή σε ερπυσμό
- Καλή συμβατότητα με πυρίμαχη επένδυση σαμότ και οξειδικά υλικά σε τυπική λειτουργία θερμαντήρων
- Μικρή πιθανότητα χαλάρωσης
Παρά το υψηλό κόστος, η αξιοπιστία και η διάρκεια ζωής θα διατηρήσουν τη ζήτηση για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Εφαρμογές νιχρωμίου
Οι εφαρμογές είναι πολλές, ιδίως όπου εκτιμώνται η αξιοπιστία και η διάρκεια ζωής:
- Κατασκευή θερμαντικών στοιχείων
- Χρήση ως κράμα ανθεκτικό σε χημικές επιδράσεις και ως θερμοανθεκτικό κράμα σε επιθετικά περιβάλλοντα
- Παραγωγή εξαρτημάτων υψηλής θερμοκρασίας, όπως ρεοστάτες και αντιστάσεις
- Θερμικός ψεκασμός ως θερμοανθεκτική επίστρωση και υπόστρωμα
- Χρήση σε ηλεκτρονικά τσιγάρα ως σύρμα ατμοποιητή
Συχνές ερωτήσεις
Πόσο ζυγίζει 1 m³ νιχρωμίου;
Το άρθρο δίνει εύρος πυκνότητας 8100-8400 kg/m³. Η ακριβής τιμή εξαρτάται από την ποιότητα του κράματος και την περιεκτικότητα σε νικέλιο, χρώμιο και πρόσθετα.
Γιατί χρησιμοποιείται σε θερμαντικά στοιχεία;
Το νιχρώμιο έχει υψηλή ηλεκτρική αντίσταση, καλή θερμική αντοχή και αντοχή στην οξείδωση, επομένως είναι κατάλληλο για θερμαντικές σπείρες.
Σε τι διαφέρει από το FeCrAl;
Το FeCrAl είναι φθηνότερο και επίσης θερμοανθεκτικό, αλλά έχει διαφορετικές μηχανικές ιδιότητες, αντίσταση και συμπεριφορά κατά τη θέρμανση. Η αντικατάσταση εξαρτάται από το καθεστώς λειτουργίας.