Термосплавы: общая информация и характеристики
Термосплавы - это сплавы металлов, которые имеют высокую термическую стабильность и способность сохранять свои физические свойства при высоких температурах. Они широко применяются в промышленности, особенно в области производства термопар и термометров. В данной статье мы рассмотрим общую информацию о термосплавах, их основные характеристики и свойства.

Термосплавы состоят из различных металлов, таких как никель, хром, железо, алюминий и многие другие. Их основным свойством является высокая термическая стабильность, что делает их идеальным материалом для изготовления термопар и других приборов для измерения температуры. Они также обладают хорошей коррозионной стойкостью и механической прочностью, что делает их универсальным материалом в различных промышленных отраслях.
В данной статье мы представляем таблицу с основными характеристиками термосплавов, такими как максимальная рабочая температура, состав сплава и его основные свойства. Эта информация может быть полезна для тех, кто занимается выбором термосплавов для конкретных задач и условий эксплуатации.
|
Характеристика |
Ед. изм. |
Хромель |
Алюмель |
Железо |
Константан |
Медь |
Нихросил |
Нисил |
|
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Специф. напряжение при 20°C |
μВт * см |
72 |
27 |
12 |
49-295 |
1,7 |
98 |
34 |
|
|
Плотность при 20°C |
г/см3 |
8,6 |
8,7 |
7,8 |
8,9 |
8,9 |
8,53 |
8,55 |
|
|
Tемпература плавления |
°C |
1430 |
1400 |
1496 |
1280 |
1083 |
1394 |
1341 |
|
|
Удельная теплоёмкость |
Дж/(кг*K) |
0,45 |
0,52 |
0,47 |
0,41 |
0,38 |
0,46 |
0,5 |
|
|
Теплопроводность при 20°C |
Вт/(м*K) |
19 |
30 |
81 |
23 |
390 |
13 |
23 |
|
|
Усреднённый линеарный коэфф. теплового расширения в диапазоне 20-100°C |
10¯6/K |
15,7 |
16 |
11,2-12,6 |
|
17 |
13,1 |
12,7 |
|
|
Механические характеристики для разных состояний |
|||||||||
|
Предел прочности при растяжении |
твёрдое |
Н/мм2 |
970 |
>1050 |
>600 |
|
400 |
>1300 |
>1200 |
|
мягкое |
610 |
630 |
370 |
|
200 |
760 |
620 |
||
|
Расширение |
твёрдое |
% |
2 |
<2 |
0-1 |
|
3 |
<2 |
<2 |
|
мягкое |
30 |
35 |
28 |
|
30 |
25 |
35 |
||
|
Твёрдость по Виккенсу |
твёрдое |
НV10 |
>310 |
>300 |
200 |
|
120 |
400 |
450 |
|
мягкое |
130 |
100 |
90 |
|
55 |
160 |
130 |
||
-
Хромель
Скорость охлаждения хромеля после отжига влияет на его ТЭДС и состав кристаллической решетки. Мы предлагаем использовать термоэлектродную проволоку из стабилизированного хромеля, охлаждение которого затормаживается, чтобы достичь стабильного состояния кристаллической решетки. При использовании такой проволоки в качестве термоэлектрода со стационарным источником тепла, значения считываемых температур при температурах свыше 600°C остаются постоянными, в то время как при использовании обычного хромеля такая стабильность не обеспечивается. В нестационарных термопарах погрешность в считываемой температуре может возникать в любом случае, но при измеряемой температуре в 1000°C разница считываемых значений в термопарах со стабилизированным и нестабилизированным хромелем может достигать 10°C. Кроме того, при температурах свыше 1000°C хромель может подвергаться коррозии и образованию зеленоватого налета, что может сильно изменять ТЭДС сплава и вызвать его охрупчивание. Для избежания этих проблем мы предлагаем использовать алюмель, который не подвергается старению. -
Алюмель
При высоких температурах алюмель подвержен коррозии при воздействии на него серы. Кроме того, наличие серосодержащей атмосферы может вызвать охрупчивание сплава. Мы производим термоэлектродную и термопарную проволоку из алюмеля, в котором уменьшена доля алюминия и добавлен кремний. Введение кремния вместо алюминия позволяет использовать алюмель при высоких температурах длительное время. Кроме того, мы также предлагаем алюмель, который не подвержен старению. -
Железо
Подвержено коррозии -
Константан
Отличается особо низким температурным коэффициентом сопротивления, а также превосходной стойкостью к окислению и коррозии. -
Медь
Сильное окисление при температурах свыше 400°C -
Нихросил
Нихросил был создан для компенсации недостатков, характерных для хромеля. Увеличение содержания хрома на 14,6% по сравнению с хромелем позволяет снизить зависимость термоэдс от степени упорядоченности кристаллической решетки материала. При температурах свыше 1000°C любые сплавы на основе NiCr с хромелем подвергаются коррозии при переменном воздействии окислительных и восстановительных газов. Частичное окисление этих сплавов приводит к образованию зеленоватого налета на их поверхности. Водород и сера являются основными причинами образования налета. Образование налета может значительно изменить термоэдс сплава и вызвать его охрупчивание. Благодаря содержанию кремния, нихросил является гораздо более устойчивым к окислению сплавом по сравнению с хромелем. -
Нисил
Нисил был улучшен за счет добавления кремния и значительного снижения содержания алюминия по сравнению с алюмелем. Это привело к повышению устойчивости нисила к окислению. При высоких температурах это приводит к снижению коррозионной реакции при взаимодействии с серой по сравнению с алюмелем.