ALLIAGES AUSTÉNITIQUES (NiCr)

Catégories: Matériaux chauffants , Matériaux de résistance

Les alliages nickel-chrome (NiCr) possèdent une résistance mécanique élevée qui est maintenue même à des températures élevées, ce qui les rend idéaux pour une utilisation comme matériaux résistants à la chaleur dans divers processus industriels. La gamme de produits Kanthal en alliage NiCr, commercialisée sous la marque Nikrothal®, est également largement utilisée comme éléments chauffants résistifs dans des applications telles que les grils électriques, les sèche-linge et les sèche-cheveux.

Contenu :
Types d'alliages Nikrothal®
Avantages des alliages Nikrothal®
Propriétés physiques et mécaniques
Résumé
Variétés de produits

Types d'alliages Nikrothal®

Nikrothal® 80 : Jusqu'à 1,200,°C (2,190,°F)

Il s'agit d'un alliage de haute qualité, réputé pour sa teneur élevée en nickel, ce qui lui confère une excellente ouvrabilité et une résistance élevée à haute température.

Nikrothal® 80 est largement utilisé dans les applications exigeantes de l’industrie des appareils électriques, en particulier pour les applications d’éléments tubulaires.

Nikrothal® 60 : Jusqu'à 1,150°C (2,100°F)

Adapté à une large gamme d'applications domestiques et de fours, cet alliage offre une excellente résistance à la corrosion, des propriétés d'oxydation remarquables et une grande stabilité de forme, ce qui en fait un choix fiable pour des utilisations à haute température.

Cependant, sa résistance à la corrosion peut être réduite dans les atmosphères contenant du soufre.

Le Nikrothal® 60 est principalement utilisé dans les bobines suspendues, mais trouve également des applications, bien que moins courantes, dans les éléments chauffants tubulaires.

Nikrothal® 40 : Jusqu'à 1,100°C (2,010°F)

Le principal avantage de cet alliage est son coût inférieur en raison de sa teneur réduite en nickel.

Il est adapté à une large gamme d'appareils électroménagers et d'équipements de chauffage général nécessitant des températures modérées.

Nikrothal® 70 : Jusqu'à 1,250°C (2,280°F)

Les applications typiques du Nikrothal® 70 incluent son utilisation comme éléments chauffants électriques dans les fours industriels.

Cet alliage est particulièrement adapté à une utilisation dans les atmosphères réductrices, car il résiste à la « pourriture verte », un type de corrosion qui affecte certains alliages dans de tels environnements.

 

Avantages des alliages Nikrothal®

Résistance à chaud et au fluage supérieure

Les alliages Nikrothal® présentent une résistance à chaud et au fluage supérieure à celle des alliages Kanthal®. Bien que Kanthal® APM et Kanthal® AF présentent une bonne stabilité de forme et soient supérieurs aux autres nuances Kanthal®, ils n'égalent pas la résistance à chaud et au fluage des alliages Nikrothal®.

Meilleure ductilité après utilisation

Les alliages Nikrothal® conservent leur ductilité même après une utilisation prolongée, garantissant flexibilité et durabilité dans le temps.

Émissivité plus élevée

Les alliages Nikrothal® entièrement oxydés ont une émissivité plus élevée que les alliages Kanthal®. Ainsi, pour une charge surfacique équivalente, les alliages Nikrothal® travaillent à une température d'élément légèrement plus faible, ce qui améliore leur efficacité dans certaines applications.

Propriétés non magnétiques

Les alliages Nikrothal® sont généralement non magnétiques, ce qui les rend avantageux pour les applications à basse température où des matériaux non magnétiques sont nécessaires. L’exception à cette règle est le Nikrothal® 60, qui est magnétique à basse température. En revanche, les alliages Kanthal® deviennent non magnétiques uniquement lorsqu'ils sont chauffés à une température supérieure à 600°C (1,100°F).

Meilleure résistance à la corrosion humide

Les alliages Nikrothal® offrent généralement une meilleure résistance à la corrosion à température ambiante que les alliages Kanthal® non oxydés, à l'exception des environnements contenant du soufre ou de certaines atmosphères contrôlées.

 

Propriétés physiques et mécaniques

    Nikrothal® 80 Nikrothal® Te Nikrothal® 70 Nikrothal® 60 Nikrothal® 40

Température maximale de fonctionnement continu
(température de l'élément dans l'air)

°C
(°F)

1,200
(2,190)

1,200
(2,190)

1,250
(2,280)

1,150
(2,100)

1,100
(2,010)
Composition nominale (voir note), %

Cr
Al
Fe
Ni

 20
–
–
80		 22
–
9
équilibre		 30
–
–
70		 16
–
équilibre
60		 20
–
équilibre
35
Densité ρ

g/cm3
lb/po3

 8.30
(0.300)		 8.10
(0.293)		 8.10
(0.293)		 8.20
(0.296)		 7.90
(0.285)
Résistivité à 20°C
à 68°F		 Ω mm2/m
Ω/cmf
 1.09
(655)		 1.19
(716)		 1.18
(709)		 1.11
(668)		 1.04
(626)
Facteur de température de la résistivité, Ct
250°C (480°F)
500°C (930°F)
800°C (1,470°F)
1,000°C (1,830°F)
1,200°C (2,190°F)		  
1.02
1.05
1.04
1.05
1.07
1.04
1.06
1.06
1.07
1.07
1.02
1.05
1.04
1.05
1.06
1.04
1.08
1.10
1.11
–
1.08
1.15
1.21
1.23
–
Coefficient de dilatation thermique linéaire α, × 10-6/K
20 – 100°C (68 – 210°F)
20 – 250°C (68 – 480°F)
20 – 500°C (68 – 930°F)
20 – 750°C (68 – 1,380°F)
20 – 1,000°C (68 – 1,840°F)		  
–
15
16
17
18
–
14
15
16
17
–
14
15
16
17
–
16
17
18
18
–
16
17
18
19
Conductivité thermique λ à 50°C
à 122°F		 W/m K
(Btu in/ft² h °F)		 15
(104)		 14
(97)		 14
(97)		 14
(97)		 13
(90)
Capacité thermique spécifique à 20°C
à 68°F		 kJ/kg K
(Btu/lb °F)		 0.46
(0.110)		 0.46
(0.110)		 0.46
(0.110)		 0.46
(0.110)		 0.50
(0.119)
Point de fusion °C (°F) °C
(°F)		 1,400
(2,550)		 1,380
(2,515)		 1,380
(2,515)		 1,390
(2,535)		 1,390
(2,535)

Propriétés mécaniques* (environ)

            
Résistance à la traction N/mm2
(psi)		 810
(117,500)		 800
(116,000)		 820
(118,900)		 730
(105,900)		 675
(97,900)
Limite d'élasticité N/mm2
(psi)		 420
(60,900)		 390
(56,600)		 430
(62,400)		 370
(53,700)		 340
(49,300)
Dureté Hv 180 190 185 180 180
Allongement à la rupture % 30 30 30 35 35
Résistance à la traction à 900°C N/mm2
(psi)		 100
(14,500)		 –
–		 120
(17,400)		 100
(14,500)		 120
(17,400)

Résistance au fluage***
à 800°C
à 1,470°F
à 1,000°C
à 1,830°F
à 1,100°C
à 2,010°F
à 1,200°C
à 2,190°F

 N/mm2
(psi)
N/mm2
(psi)
N/mm2
(psi)
N/mm2
(psi)		 15
(2,160)
4
(560)
–
–
–
–		 15
(2,160)
4
(560)
–
–
–
–		 –
–
–
–
–
–
–
–		 15
(2,160)
4
(560)
–
–
–
–		 20
(2,900)
4
(560)
–
–
–
–
Propriétés magnétiques   2) 2) 2) 3) 2)
Emissivité, en condition d'oxydation complète 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88

Remarque : La composition indiquée est nominale. La composition réelle peut varier pour respecter la résistance électrique standard et les tolérances dimensionnelles.
* Les valeurs indiquées s'appliquent à des tailles d'environ 1.0 mm de diamètre (0.039 po)
** 4.0 mm (0.157 po) Les jauges plus fines présentent des valeurs de résistance et de dureté plus élevées, tandis que ces valeurs sont plus faibles pour les jauges plus épaisses
*** Calculé à partir de l'allongement observé lors d'un test standard dans un four Kanthal. 1 % d'allongement après 1,000 heures
1) Magnétique (point de Curie environ 600°C (1,100°F)) 2) Non magnétique 3) Légèrement magnétique

 

Résumé

Les alliages Nikrothal® sont conçus pour les températures élevées : Pour la résistance au fluage et la ductilité.

Température d'exploitation maximale par alliage

Résistivité vs. température

Variétés de produits

Les alliages Kanthal® et Nikrothal® sont disponibles sous des formes spécialisées telles que des fils, des bandes (0.10 à 3.5 mm d'épaisseur, 4 à 195 mm de largeur), des tiges et des fils redressés. Ces formats polyvalents assurent une grande adaptabilité aux exigences de haute température et de résistance.

  Tige Fil Bande

Redressé

fil
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Nikrothal® 60   • • •
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