Inhalt:
Vorteile von Nikrothal®
Physikalische und mechanische Eigenschaften
Kanthal® Heizwiderstandslegierungen – Zusammenfassung
NICKEL-EISENLEGIERUNGEN (NiFe)
Bis zu 600°C (1110°F): Nifethal® 70 und Nifethal® 52 sind Legierungen mit niedrigem spezifischen Widerstand und hohem Temperaturwiderstandskoeffizienten. Dank dem positiven Temperaturkoeffizienten können Heizelemente die Leistung zu reduzieren, wenn die Temperatur steigt. Typische Anwendungen sind Rohrelemente für niedrige Temperaturen mit selbstregulierenden Eigenschaften.
AUSTENITISCHE LEGIERUNGEN (NiCr, NiCrFe)
Bis zu 1200°C (2190°F): Nikrothal® 80 ist die austenitische Legierung mit dem höchsten Nickelgehalt. Aufgrund seiner guten Verarbeitbarkeit und Hochtemperaturfestigkeit wird Nikrothal® 80 häufig für anspruchsvolle Anwendungen in der Elektrogeräteindustrie eingesetzt.
Bis zu 1200°C (2190°F): Nikrothal® TE wurde für den Einsatz in Rohrdrahtelementen entwickelt, die bei glühenden Temperaturen betrieben werden. Geeignete elektrische Eigenschaften und ein relativ niedriger Nickelgehalt machen Nikrothal® TE zu einer attraktiven Alternative zu Legierungen mit höherem Nickelgehalt, wie z. B. Nikrothal® 80.
Bis zu 1250°C (2280°F): Nikrothal® 70 wird normalerweise in Ofenanwendungen eingesetzt.
Bis zu 1150°C (2100°F): Nikrothal® 60 verfügt über eine gute Korrosionsbeständigkeit, gute Oxidationseigenschaften und eine sehr gute Formstabilität. Die Korrosionsbeständigkeit ist mit Ausnahme von schwefelhaltigen Atmosphären gut. Typische Anwendungen für Nikrothal® 60 sind röhrenförmige Heizelelemente und hängende Heizschlangen.
Bis zu 1100 °C (2010°F): Nikrothal® 40 wird als Material für elektrische Heizelemente in Haushaltsgeräten und anderen elektrischen Heizgeräten verwendet.
Bis zu 1050°C (1920°F): Nikrothal® 20 wird auf Anfrage serienmäßig produziert.
VORTEILE VON NIKROTHAL®
Höhere Warm- und Kriechfestigkeit
Nikrothal®-Legierungen haben eine höhere Warm- und Kriechfestigkeit als Kanthal®-Legierungen. Kanthal® APM, Kanthal® AF und Kanthal® AE sind in dieser Hinsicht besser als die anderen Kanthal®-Sorten und besitzen eine sehr gute Formstabilität; diese ist allerdings nicht so gut wie die von Nikrothal®.
Bessere Duktilität nach Gebrauch
Nikrothal®-Legierungen bleiben auch nach längerem Gebrauch duktil.
Höherer Emissionsgrad
Vollständig oxidierte Nikrothal®-Legierungen haben einen höheren Emissionsgrad als Kanthal®-Legierungen. Dadurch ist bei gleicher Flächenlast die Elementtemperatur von Nikrothal® etwas niedriger.
Nicht-magnetisch
Bei bestimmten Niedertemperaturanwendungen wird ein nichtmagnetisches Material bevorzugt. Nikrothal®-Legierungen sind nicht magnetisch (außer Nikrothal® 60 bei niedrigen Temperaturen). Kanthal®-Legierungen sind über 600 °C (1100 °F) nicht magnetisch.
Bessere Nass-Korrosionsbeständigkeit
Nikrothal®-Legierungen weisen bei Raumtemperatur im Allgemeinen eine bessere Korrosionsbeständigkeit als nicht-oxidierte Kanthal®-Legierungen auf. (Ausnahmen: schwefelhaltige Atmosphären und bestimmte kontrollierte Atmosphären).
Physikalische und mechanische Eigenschaften
| Nikrothal® 80 | Nikrothal® TE | Nikrothal® 70 | Nikrothal® 60 | Nikrothal® 40 | Nikrothal® 20 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Max. kontinuierliche Betriebstemperatur | °C | 1200 | 1200 | 1250 | 1150 | 1100 | 1050 |
| (Elementtemperatur an der Luft) | °F | 2190 | 2190 | 2280 | 2100 | 2010 | 1920 |
| Nenn-Zusammensetzung (siehe Hinweis), % | Cr | 20 | 22 | 30 | 16 | 20 | 24 |
| Al | – | – | – | – | – | – | |
| Fe | – | 9 | – | Ausgleichsmenge | Ausgleichsmenge | Ausgleichsmenge | |
| Ni | 80 | Ausgleichsmenge | 70 | 60 | 35 | 20 | |
| Dichte ρ | g/cm3 | 8,30 | 8,10 | 8,10 | 8,20 | 7,90 | 7,80 |
| Ib/in3 | 0,300 | 0,293 | 0,293 | 0,296 | 0,285 | 0,281 | |
| Spezifischer Widerstand bei 20 °C (68 °F) | Ω mm2/m | 1,09 | 1,19 | 1,18 | 1,11 | 1,04 | 0,95 |
| bei 68°F | Ω/cmf | 655 | 716 | 709 | 668 | 626 | 572 |
| Temperaturfaktor des spezifischen Widerstands, Ct | |||||||
| 250°C (480°F) | 1,02 | 1,04 | 1,02 | 1,04 | 1,08 | 1,12 | |
| 500°C (930°F) | 1,05 | 1,06 | 1,05 | 1,08 | 1,15 | 1,21 | |
| 800 °C | 1,04 | 1,06 | 1,04 | 1,10 | 1,21 | 1,28 | |
| 1000 °C | 1,05 | 1,07 | 1,05 | 1,11 | 1,23 | 1,32 | |
| 1200 °C | 1,07 | 1,07 | 1,06 | – | – | – | |
| Linearer Wärmeausdehnungskoeffizient α, × 10-6/K | |||||||
| 20 – 100°C (68 – 210°F) | – | – | – | – | – | – | |
| 20 – 250°C (68 – 480°F) | 15 | 14 | 14 | 16 | 16 | 16 | |
| 20 – 500°C (68 – 930°F) | 16 | 15 | 15 | 17 | 17 | 17 | |
| 20 – 750°C (68 – 1380°F) | 17 | 16 | 16 | 18 | 18 | 18 | |
| 20 – 1000°C (68 – 1840°F) | 18 | 17 | 17 | 18 | 19 | 19 | |
| Wärmeleitfähigkeit λ bei 50°C | W/m K | 15 | 14 | 14 | 14 | 13 | 13 |
| bei 122°F | Btu in/ft2 h °F | 104 | 97 | 97 | 97 | 90 | 90 |
| Spezifische Wärmekapazität bei 20°C | kJ/kg K | 0,46 | 0,46 | 0,46 | 0,46 | 0,50 | 0,50 |
| bei 68°F | Btu/lb °F | 0,110 | 0,110 | 0,110 | 0,110 | 0,119 | 0,119 |
| Schmelzpunkt (ca.) | °C | 1400 | 1380 | 1380 | 1390 | 1390 | 1380 |
| °F | 2550 | 2515 | 2515 | 2535 | 2535 | 2515 | |
| Mechanische Eigenschaften* (ca.) | |||||||
| Zugfestigkeit | N/mm2 | 810 | 800 | 820 | 730 | 675 | 675 |
| psi | 117500 | 116000 | 118900 | 105900 | 97900 | 97500 | |
| Streckgrenze | N/mm2 | 420 | 390 | 430 | 370 | 340 | 335 |
| psi | 60900 | 56600 | 62400 | 53700 | 49300 | 48600 | |
| Härte | Hv | 180 | 190 | 185 | 180 | 180 | 160 |
| Bruchdehnung | % | 30 | 30 | 30 | 35 | 35 | 30 |
| Zugfestigkeit bei 900°C | N/mm2 | 100 | – | 120 | 100 | 120 | 120 |
| bei 1650°F | psi | 14500 | – | 17400 | 14500 | 17400 | 17400 |
| Zeitstandsfestigkeit*** | |||||||
| bei 800°C | N/mm2 | 15 | 15 | – | 15 | 20 | 20 |
| bei 1470°F | psi | 2160 | 2160 | – | 2160 | 2900 | 2900 |
| bei 1000°C | N/mm2 | 4 | 4 | – | 4 | 4 | 4 |
| bei 1830°F | psi | 560 | 560 | – | 560 | 560 | 560 |
| bei 1100°C | N/mm2 | – | – | – | – | – | – |
| bei 2010°F | psi | – | – | – | – | – | – |
| bei 1200°C | N/mm2 | – | – | – | – | – | – |
| bei 2190°F | psi | – | – | – | – | – | – |
| Magnetische Eigenschaften | 2) | 2) | 2) | 3) | 2) | 2) | |
| Emissionsgrad, vollständig oxidierter Zustand | 0,88 | 0,88 | 0,88 | 0,88 | 0,88 | 0,88 |
1) Magnetisch (Curiepunkt ca. 600°C (1100°F))
2) Nicht-magnetisch
3) Leicht magnetisch
4) Magnetisch bis zu 610°C (1300°F) (Curiepunkt)
5) Magnetisch bis zu 530°C (990°F) (Curiepunkt)
6) ± 10%
Hinweis: Bei der aufgeführten Zusammensetzung handelt es sich um die Nenn-Zusammensetzung. Die tatsächliche Zusammensetzung kann variieren, um die Anforderungen an standardmäßigen elektrischen Widerstand oder Abmessungstoleranzen zu erfüllen.
* Die angegebenen Werte gelten für die Größen von ca. 1,0 mm
** 4,0 mm Dünnere Maße besitzen höhere Festigkeits- und Härtewerte, während die entsprechenden Werte für dickere Maße niedriger sind
*** Berechnet aus der beobachteten Dehnung in einem Kanthal-Standardofentest. 1 % Dehnung nach 1000 Stunden
**** Bei der aufgeführten Zusammensetzung handelt es sich um die Nenn-Zusammensetzung. Die tatsächliche Zusammensetzung kann variieren, um die Anforderungen an standardmäßigen elektrischen Widerstand oder Abmessungstoleranzen zu erfüllen.
Kanthal® Heizwiderstandslegierungen – Zusammenfassung
Spezifischer Widerstand im Vergleich zur Temperatur
