니켈-크롬 저항 합금
- 니켈-크롬(NiCr) 전기 히팅 합금은 니켈(Ni)과 크롬(Cr)을 주성분으로 하는 고저항 히팅 재료의 일종으로, 전기 히팅 요소에 널리 사용됩니다. 주요 특성과 성능은 다음과 같습니다:
- • 높은 비저항: 비저항은 일반적으로 1.04에서 1.18 μΩ·m (20℃) 범위로, 효율적인 전기-열 변환에 적합합니다.
- • 높은 사용 온도: 최대 사용 온도는 1100–1250℃에 달할 수 있습니다(예: Cr20Ni80은 1200℃까지 가능하며, 일부 최적화 등급은 1250℃까지 도달할 수 있음).
- • 우수한 산화 저항성: 표면에 치밀한 Cr₂O₃ 산화층을 형성하여 추가 산화를 효과적으로 방지합니다.
- • 우수한 고온 강도 및 연성: 고온에서 변형에 강하고 장기간 사용 후에도 취성화되지 않아 유지보수 및 재가공이 용이합니다.
- • 비자성: 낮은 온도 또는 자기장에 민감한 정밀 장비에 적합합니다.
- • 낮은 저항 온도 계수: 온도 변화에 따라 저항이 비교적 안정적으로 유지되어 정밀한 온도 제어 응용에 적합합니다.
- • 우수한 기계 가공성과 용접성: 와이어로 인발하거나 스트립으로 압연할 수 있으며, 아크 용접 및 가스 용접과 같은 다양한 연결 방법을 지원합니다.
- 다른 히팅 합금과 비교한 장점과 단점:
- • 철-크롬-알루미늄(FeCrAl) 대비 우수:
- o 높은 고온 강도와 크리프 저항;
- o 장기간 사용 후에도 연성을 유지하며 취성 파손이 적음;
- o 비자성 (FeCrAl은 600℃ 이하에서 자기적 특성을 가짐);
- o 우수한 내식성 (황 함유 분위기 제외).
- • 철-크롬-알루미늄보다 열등:
- o 니켈 함량으로 인해 비용이 높음;
- o 비저항이 약간 낮음;
-
o 황 함유 환원 분위기에서 부식에 취약.
- 대표적인 응용 분야:
- • 가전제품: 전기 오븐, 주전자, 선풍기 히터 등의 히팅 요소;
- • 산업용 전기로: 저항선, 히팅 튜브, 열처리로;
- • 항공우주: 가스터빈 블레이드, 고온 센서;
- • 화학 장비: 반응기 및 열교환기용 내열 부품;
- • 진공 코팅: 마그네트론 스퍼터링용 NiCr 타겟.
니켈-크롬 및 니켈-크롬-철 재료의 주요 속성 및 특성
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합금 이름 특성
|
Cr20Ni80 | Cr30Ni70 | Cr15Ni60 | Cr20Ni35 | Cr20Ni30 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 주요 화학 성분 |
Ni | 나머지 | 나머지 | 55.0-61.0 | 34.0-37.0 | 30.0-34.0 |
| Cr | 20.0-23.0 | 28.0-31.0 | 15.0-18.0 | 18.0-21.0 | 18.0-21.0 | |
| Fe | ≤1.0 | ≤1.0 | 나머지 | 나머지 | 나머지 | |
| 최대 작동 온도 | 1200 | 1250 | 1150 | 1100 | 1100 | |
| 저항률 20ºC (μΩ·m) | 1.09±0.05 | 1.18±0.05 | 1.12±0.05 | 1.04±0.05 | 1.04±0.05 | |
| 밀도(g/cm3) | 8.40 | 8.10 | 8.20 | 7.90 | 7.90 | |
| 열전도율 계수 (20ºC) (W/m·K) |
15 | 14 | 13 | 13 | 13 | |
| 선팽창 계수 (20ºC ~ 1000ºC) (α×10-6/ºC) |
18.0 | 17.0 | 17.0 | 19.0 | 19.0 | |
| 융점(ºC) | 1400 | 1380 | 1390 | 1390 | 1390 | |
| 인장 강도(Rm/MPa) | ≥650 | ≥650 | ≥600 | ≥600 | ≥600 | |
| 단면 연장율 (A/%) | ≥20 | ≥20 | ≥20 | ≥20 | ≥20 | |
| 가속 수명 시험(Hours/ºC) | ≥80/1200 | ≥50/1250 | ≥80/1150 | ≥80/1100 | ≥50/1100 | |
| 현미경적 구조 | 오스테나이트 | 오스테나이트 | 오스테나이트 | 오스테나이트 | 오스테나이트 | |
| 자기적 특성 | 비자성 | 비자성 | 약한 자기 | 비자성 | 비자성 | |
니켈-크롬 및 니켈-크롬-철 합금의 온도 보정 계수
|
Temp(ºC) |
20 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
1000 |
1100 |
1200 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Cr20Ni80 |
1 |
1.006 |
1.012 |
1.018 |
1.025 |
1.026 |
1.018 |
1.01 |
1.008 |
1.01 |
1.014 |
1.021 |
1.025 |
|
Cr30Ni70 |
1 |
1.007 |
1.016 |
1.028 |
1.038 |
1.044 |
1.036 |
1.03 |
1.028 |
1.029 |
1.033 |
1.037 |
1.043 |
|
Cr15Ni60 |
1 |
1.011 |
1.024 |
1.038 |
1.052 |
1.064 |
1.069 |
1.073 |
1.078 |
1.088 |
1.095 |
1.109 |
|
|
Cr20Ni35 |
1 |
1.029 |
1.061 |
1.09 |
1.115 |
1.139 |
1.157 |
1.173 |
1.188 |
1.208 |
1.219 |
1.228 |
|
|
Cr20Ni30 |
1 |
1.023 |
1.052 |
1.079 |
1.103 |
1.125 |
1.141 |
1.158 |
1.173 |
1.187 |
1.201 |
1.214 |
1.226 |
| – 작동 온도에서의 저항을 얻으려면 위 표의 계수를 곱하십시오. | |||||||||||||