Порівняння властивостей ніхрому і фехраля

Ніхром і фехраль об'єднує високий питомий опір, величина якого практично не змінюється при підвищенні температури сплавів. Для ніхрому номінального значення питомого опору залежить від діаметра нагрівача. Наприклад, для дроту Ø > 3,0 мм воно одно 1,07-1,18 мкОм·м, для Ø 0,5-3,0 мм – 1,06-1,16 мкОм·м, а для дроту Діаметром 0,1-0,5 становить 1,03-1,13 мкОм·м, Для фехраля марки Х23Ю5Т величина питомого опору дорівнює 1,34-1,45 мкОм·м, а для марки Х15Ю5 – 1,24-1,34 мкОм·м Температура плавлення ніхрому – 1400°C, фехраля – 1500°C. Питома вага ніхрому більше – 8,40 г/см³, фехраля менше – 7,21-7,28 г/см³.

Пластичність ніхрому при кімнатній температурі (відносне подовження або поперечне звуження дроту) становить не менше 20%, що вище пластичності фехраля, яка для цього сплаву марки Х15Ю5 дорівнює 16%, а для марки Х23Ю5Т всього 10%. Тимчасовий опір розриву ніхромового дроту в середньому становить 102 кгс/мм² (1000,3 МПа), в той час коли цей параметр для фехраля марки Х23Ю5Т дорівнює 78 кгс/мм² (764.9 МПа), а для марки Х15Ю5 він і того менше – 75 кгс/мм² (735.5 МПа).

Твердість ніхрому дорівнює 140-150 HB, але фехраль ще більш твердий, а тому більш ломок на извив: Х23Ю5Т – 200-250 HB, Х15Ю5 – 150-200 HB, адже чим більше в сплаві хрому, тим більше його крихкість. Цим пояснюється той факт, що нормальна навивка фехралевой дроту можлива тільки при її нагріванні понад 300°C, інакше вона буде ламатися. Для навивки ніхрому попереднього нагрівання не потрібно, навіть при кімнатній температурі він навивається рівно і плавно, без утворення мікротріщин і розривів.

Фехраль (дріт Ø > 6 мм) може працювати на повітрі при дуже високих температурах від 1000°C (Х15Ю5), до 1400°C (Х23Ю5Т), але в такому температурному режимі матеріал стає нестабільним, не витримує різких динамічних навантажень. Незначні присадки рідкоземельного церій (Ce) і лужноземельних кальцію (Ca) підвищують термін служби фехраля до моменту перегорання. Ніхром (дріт Ø > 6 мм) відрізняється більшою жароміцністю і зберігає стабільність своїх механічних параметрів при температурах від 1125°C (Х15Н60-Н) до 1200°C (Х20Н80 і Х20Н80-Н). У зв'язку з цим ніхром має більшу кількість циклів включення-виключення нагрівальних елементів до їх перегорання.

Високий вміст нікелю в нихроме не сприяє інтенсивному окислення поверхні нагрівача. При нагріванні ніхром покривається лише тонкою захисною плівкою окису хрому, що робить сплав менш стійким, особливо в SO₂ і SO₃ - містять середовищах. Швидкість окислення ніхрому зростає по мірі підвищення тиску кисню в електропечі. Що стосується фехраля, то велика кількість заліза і наявність алюмінію у його складі обумовлює підвищену окислюваність сплаву з активним утворенням щільного поверхневого захисного оксидного шару. З одного боку він ускладнює експлуатацію тонких дротів і стрічок, але з іншого боку, сплав стає ще більш стійким в контакті з высокоглиноземистой керамікою, в сіро - і вуглецевих середовищах.

Основний напрямок застосування ніхрому – виготовлення нагрівальних елементів підвищеної надійності для електропечей випалу і сушіння промислового і лабораторного призначення, для водо - і повітрянагрівальні систем, для електроплит, ниток випарника електронних сигарет і т. д. Ніхром використовується для виготовлення реостатів, високоомних опорів малої і середньої потужності для з'єднувачів в електроніці. Фехраль, у свою чергу, застосовується для створення нагрівачів високотемпературного електротермічного устаткування, здатного здійснювати нагрів до 1400°C, в тому числі для працюючих у высокоглиноземной кераміці і сірковмісні середовищі.

Ніхром і фехраль випускаються у відповідності з ГОСТом на даний тип продукції, головним чином у формі холоднотянутого нитки на котушках від 0,012 до 0,09 мм і дроту у бухтах діаметром від 0,1 до 10 мм. Поряд з цим виробляються напівфабрикати у вигляді кіл, плющеної і холоднокатаної стрічки, гарячекатаного прутка мірної і немірної довжини.

На сучасному ринку фехраль дешевше ніхрому як мінімум в 3-5 разів з розрахунку ціни за кілограм напівфабрикату. Це пояснюється тим, що вартість нікелю, який є базовим елементом ніхрому, на порядок перевершує вартість заліза – основу фехраля. Між тим, роблячи ставку на більш дешевий сплав, багато хто не враховує умови його роботи в комплексі: максимальну температуру нагрівального елемента, час безперервної роботи, кількість включень-виключень і т. п. В результаті, куплений в цілях економії дешевий нагрівач швидко зношується, його доводиться багаторазово міняти, а, зрештою, сумарні витрати перевершують вартість дорогого виробу. Фахівці рекомендують при виборі сплаву, в першу чергу, орієнтуватися не на ціну, а на його фізичні та хімічні характеристики, що максимально відповідають тим чи іншим завданням. Це дозволить оптимізувати вибір матеріалу нагрівача і отримати миттєву, а справжню вигоду в процесі його експлуатації.