Kanthal® APM

RohrDatenblatt

Aktualisiertes Datenblatt 2024-09-05 09:53 (ersetzt alle vorherigen Ausgaben)

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Haftungsausschluss: Unsere Empfehlungen dienen lediglich der Orientierung. Die Eignung eines Werkstoffs für eine bestimmte Anwendung kann nur bestätigt werden, wenn uns die tatsächlichen Einsatzbedingungen bekannt sind. Unsere kontinuierliche Entwicklungsarbeit erfordert möglicherweise Änderungen der technischen Daten. Diese dürfen wir ohne vorherige Ankündigung vornehmen. Dieses Datenblatt ist nur für Werkstoffe der Handelsmarke Kanthal^® gültig.

Kanthal^® APM-Rohre sind eine hochentwickelte pulvermetallurgische, dispersionsverfestigte, ferritische Eisen-Chrom-Aluminium-Legierung (FeCrAl-Legierung), die bei Rohrtemperaturen bis 1250 °C verwendet wird.

Kanthal^® APM-Rohre weisen bei hohen Temperaturen eine hohe Formstabilität auf. Kanthal APM bildet ein hervorragendes, nicht verzunderndes Oberflächenoxid, das einen guten Schutz in den meisten Ofenumgebungen, darunter oxidierend, schwefelhaltig und aufkohlend, bietet, sowie vor Kohlenstoff- und Ascheablagerungen usw. schützt. Die Kombination aus hervorragenden Oxidationseigenschaften und Formstabilität machen die Legierung einzigartig.

Typische Anwendungen für Kanthal^® APM sind Strahlrohre in elektrischen oder gasbetriebenen Öfen sowie Kontiglüh- und Verzinkungsöfen, Versiegelungsöfen, Warmhalteöfen und Dosieröfen in den Aluminium-, Zink- und Bleiindustrien, Thermoelementschutzrohre, Ofenmuffen für Sinteranwendungen.

Chemische Zusammensetzung

	C %	Si %	Mn %	Cr %	Al %	Fe %
Nominale Zusammensetzung					5,8	Bal.
Min.	-	-	-	20,5	-
Max.	0,08	0,7	0,4	23,5	-

Mechanische Eigenschaften

Streckgrenze	Zugfestigkeit	Längung	Härte
R_p0.2	R_m	A
MPa	MPa	%	Hv
450	670	27	225

Hinweis: Die Proben werden in Längsrichtung entnommen.

Mechanische Eigenschaften bei erhöhter Temperatur

Kriechdaten von Tests am Rohr im Auslieferungszustand mit Belastung in Längsrichtung. Die typische anfängliche durchschnittliche Korngröße beträgt 30-50 μm.

Kriechfestigkeit
Temperatur °C	900	1000	1100	1200
Temperatur °F	1652	1832	2012	2192
MPa	5,9	2,0	0,7	0,3
psi	860	290	100	44

1 % Längung in 1000 Std.

Sekundäre Kriechrate bei verschiedenen Spannungsniveaus
Kriechrate	Temperatur/Spannung
	900 °C	1000 °C	1100 °C	1200 °C
s-1	MPa	MPa	MPa	MPa
1.0e-10	4,0	1,5	0,9		0,7
1.0e-8	6,8	3,1	1,1		0,8
1.0e-6	11,0	6,7	3,1		1,9
1.0e-4	20,0	13,0	11,0		6,0

Kriechbruchfestigkeit
Zeit	Temperatur/Spannung
	900 °C	1000 °C	1100 °C	1200 °C
h	MPa	MPa	MPa	MPa
100	10,0	5,2	3,0		2,0
1000	7,0	3,4	1,7		1,0
10000	4,5	2,1	0,9		0,5

Maximale empfohlene unverstärkte Länge für Kanthal APM-Rohr
	Abstand zwischen Trägern m
	Rohr Ø mm	Rohr Ø mm	Rohr Ø mm	Rohr Ø mm	Rohr Ø mm	Rohr Ø mm
	100/90	128/117	146/134	154/142	178/162	198/182
800	2,2	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5
900	2,2	2,3	2,5	2,5	2,5	2,5
1000	2,0	2,2	2,5	2,5	2,5	2,5
1100	1,5	1,8	2,2	2,2	2,3	2,3
1200	1,2	1,4	1,5	1,5	1,6	1,7

Falls Kanthal APM mit elektrischen Widerstandselementen ausgestattet ist, muss der Abstand zwischen den Trägern verkürzt werden.

Physikalische Eigenschaften

Dichte g/cm³	7,10
Spezifischer elektrischer Widerstand bei 20 °C Ω mm²/m	1,45
Querdehnungszahl	0,30

E-Modul
Temperatur °C	20	100	200	400	600	800	1000
Temperatur °F	68	212	392	752	1112	1472	1832
GPa	220	210	205	190	170	150	130
Msi	32	30	30	28	25	22	19

Temperaturfaktor des spezifischen elektrischen Widerstands
Temp. °C	100	200	300	400	500	600	700	800	900	1000	1100	1200	1300	1400
Temp. °F	212	392	572	752	932	1112	1292	1472	1652	1832	2012	2192	2372	2552
Ct	1,00	1,00	1,00	1,00	1,01	1,02	1,02	1,03	1,03	1,04	1,04	1,04	1,04	1,05

Wärmeausdehnungskoeffizient
Temperatur °C	Wärmeausdehnung x 10^-6/K
20–250	11
20–500	12
20–750	14
20–1000	15
20–1200	16
20–1400	16

Wärmeleitfähigkeit
Temperatur °C	50	600	800	1000	1200	1400
Temperatur °F	122	1112	1472	1832	2192	2552
W m^-1 K^-1	11	20	22	26	27	35
Btu h^-1ft^-1°F^-1	6,4	11,6	12,7	15,0	15,6	20,2

Spezifische Wärmekapazität
Temperatur °C	20	200	400	600	800	1000	1200	1400
Temperatur °F	68	392	752	1112	1472	1832	2192	2552
kJ kg^-1 K^-1	0,46	0,56	0,63	0,75	0,71	0,72	0,74	0,80
Btu lb^-1 °F^-1	0,11	0,13	0,15	0,18	0,17	0,17	0,18	0,19

Schmelzpunkt °C	1500
Max. Dauerbetriebstemperatur in Luft °C	1250 (2282)
Magnetische Eigenschaften	Der Werkstoff ist bis zu einer Temperatur von ca. 600 °C (Curie-Punkt) magnetisch.
Emissionswert – vollständig oxidierter Werkstoff	0,70

Schweißen

Verschweißen eines Kanthal APM-Rohrs mit NiCr(Fe)

Wärmen Sie das Rohr auf ca. 200–300 °C vor.
Verwenden Sie TIG-Schweißen.
Verwenden Sie den Werkstoff 25Cr/20Ni mit geringem Kohlenstoff- und Siliziumgehalt als Füllmaterial. (Alternativ kann der Werkstoff Nikrothal 40B mit geringem Siliziumgehalt verwendet werden).
Führen Sie eine Spannungsentlastung der geschweißten Komponente bei ca. 700 °C für eine (1) Stunde durch und lassen Sie diese anschließend langsam im Ofen abkühlen, um minimale Spannungen in den geschweißten Komponenten zu erhalten.

Hinweis: Die Spannungsentlastung muss nicht unbedingt durchgeführt werden, wenn Handhabung und Installation sorgfältig durchgeführt werden.

Verschweißen eines Kanthal APM-Rohrs mit der Kanthal APM-Unterseite

Erwärmen Sie das Rohr und die Grundplatte auf 300–500 °C mithilfe eines Gasbrenners oder in einem Ofen.
Führen Sie die Schweißarbeiten durch, wenn Rohr und Grundplatte immer noch warm sind. Beenden Sie die Schweißarbeiten, bevor die Temperatur unter ca. 200 °C gesunken ist.
Befestigen Sie die Grundplatte per Punktschweißverfahren am Rohr.
Schweißen Sie die Grundplatte an das Rohr, bis die Lücke vollständig mit Material verfüllt ist (3–4 Lagen). Verwenden Sie ein TIG-Schweißgerät und Kanthal A-1-Draht, Ø 1–3 mm, als Füllmaterial.
Legen Sie das geschweißte Rohr zur Spannungsentlastung in einen Ofen. Dies muss erfolgen, bevor die Temperatur des Materials unter ca. 150 °C gesunken ist. Bringen Sie die Temperatur auf 900–1000 °C und halten Sie diese für zwei (2) Stunden aufrecht.

Verschweißen eines Kanthal APM-Rohrs mit Weichstahl

Verwenden Sie TIG-Schweißen
Verwenden Sie das gleiche Füllmaterial, d. h. Weichstahl.
Führen Sie eine Spannungsentlastung der geschweißten Komponente bei ca. 700 °C für eine (1) Stunde durch und lassen Sie diese anschließend langsam im Ofen abkühlen, um minimale Spannungen in den geschweißten Komponenten zu erhalten.

Hinweis: Die Spannungsentlastung muss nicht unbedingt durchgeführt werden, wenn Handhabung und Installation sorgfältig durchgeführt werden.