Contenu :
Types d'alliages Kanthal®
Avantages des alliages Kanthal®
Propriétés physiques et mécaniques
Résumé
Variétés de produits
Types d'alliages Kanthal®
Kanthal® APM : Jusqu'à 1,425°C (2,600°F)
Kanthal® APM est un matériau de résistance électrique qui peut améliorer les performances à haute température. Il résout les problèmes tels que le tassement, le fluage, l'affaissement et l'écaillage des oxydes auxquels les éléments métalliques conventionnels sont souvent confrontés. De plus, il peut être utilisé pour explorer de nouvelles applications où les éléments métalliques ne sont actuellement pas utilisés.
Avantages du Kanthal® APM :
Résistance à chaud améliorée, offrant :
- Meilleure stabilité de forme de l'élément chauffant
- Diminution de la dépendance au support des éléments
- Changement minimal de résistance (vieillissement)
- Durée de vie prolongée des éléments
Excellent oxyde, fournissant :
- Protection efficace dans la plupart des atmosphères
- Tartre et impuretés minimes
- Durée de vie prolongée des éléments
Kanthal® A-1 : Jusqu'à 1,400°C (2,550°F)
L'alliage est connu pour sa résistivité élevée et son excellente résistance à l'oxydation.
Kanthal® A-1 est un alliage haute température utilisé dans des applications impliquant la céramique, le verre, l'acier et l'électronique.
Kanthal® AF : Jusqu'à 1,300°C (2,370°F)
Cette nuance d’alliage présente une résistance au fluage et des propriétés d’oxydation améliorées.
Il est particulièrement recommandé lorsque de bonnes propriétés de stabilité de forme sont requises, notamment à des températures élevées.
Comparison between Kanthal® APM (top) and conventional FeCrAl (bottom) after 1,250 hours at max 1,225°C element temperature.
Kanthal® D : Jusqu'à 1,300°C (2,370°F)
Utilisé principalement dans les appareils électroménagers et les fours industriels.
Sa résistivité élevée et sa faible densité, combinées à une meilleure résistance à la chaleur que les alliages austénitiques, le rendent adapté à de nombreuses applications.
Alkrothal® : Jusqu'à 1,100°C (2,010°F)
Il est souvent utilisé pour les rhéostats, les résistances de freinage, etc.
Il est également utilisé comme fil chauffant pour les températures plus basses, comme les câbles chauffants.
Indicateurs de performance des alliages ferritiques
Résistance à la rupture par fluage, résistance à l'affaissement et allongement sur Kanthal® APM et Kanthal® A-1 à haute température.
Résistance à la rupture de fluage pour un fil industriel de 4 mm
| Temps, H | Température 1,000°C, MPA |
| 100 | 5.6 |
| 1.000 | 3.4 |
| 10.000 | 2.2 |
| Temps, H | Température 1,200°C, MPA |
| 100 | 3.3 |
| 1,000 | 1.6 |
| 10,000 | 0.7 |
| Temps, H | Température 1,400°C, MPA |
| 100 | 1.3 |
| 1,000 | 0.5 |
| 10,000 | 0.5 |
Allongement à une température de l'élément à 1,300°C
Essai d'affaissement diamètre 9.5 mm, 1,300°C et 1,400°C, 300 mm entre appuis
Avantages des alliages Kanthal®
Température de fonctionnement maximale plus élevée
Kanthal® A-1 peut résister à des températures allant jusqu'à 1,400°C (2,550°F) dans l'air, par rapport au Nikrothal® 80, qui ne peut supporter que jusqu'à 1,200°C (2,190°F).
Capacité de charge surfacique plus élevée
En raison d'une température maximale plus élevée, les alliages Kanthal® peuvent supporter des charges surfaciques plus élevées.
Durée de vie prolongée
Les éléments Kanthal® offrent une durée de vie 2 à 4 fois supérieure à celle des alliages Nikrothal® lorsqu'ils fonctionnent dans l'air à la même température.
Résistivité électrique plus élevée
La plus grande résistivité des alliages Kanthal® permet l’utilisation de matériaux de section plus large, notamment pour les applications à fils fins. De plus, la résistivité des alliages Kanthal® est moins affectée par le travail à froid et le traitement thermique que celle des alliages Nikrothal®.
Limite d'élasticité plus élevée
La limite d'élasticité plus élevée des alliages Kanthal® entraîne moins de déformation lors de l'enroulement du fil.
Propriétés d’oxydation supérieures
L'oxyde d'aluminium (Al₂O₃) formé sur les alliages Kanthal® adhère mieux, est moins contaminant et sert de barrière de diffusion et d'isolant électrique plus efficace. Il est également plus résistant aux atmosphères cémentantes par rapport à l’oxyde de chrome (Cr₂O₃) formé sur les alliages Nikrothal®.
Densité plus faible
Les alliages Kanthal® ont une densité inférieure à celle des alliages Nikrothal®, ce qui leur permet de produire plus d’éléments à partir du même poids de matériau.
Des économies importantes
La combinaison d'une densité plus faible et d'une résistivité plus élevée signifie que moins de matériau est nécessaire pour obtenir la même puissance de sortie lors de l'utilisation d'alliages Kanthal® au lieu de Nikrothal®. Lors de la conversion de Nikrothal® à Kanthal®, soit le diamètre du fil peut rester constant tout en ajustant la charge surfacique, soit la charge surfacique peut rester constante tout en modifiant le diamètre du fil. Cette flexibilité conduit souvent à des économies substantielles de poids et de coûts dans diverses applications.
Résistance au soufre améliorée
Les alliages Kanthal® présentent une résistance supérieure à la corrosion dans des conditions chaudes lorsqu'ils sont exposés à des composés sulfuriques ou à des contaminants contenant du soufre sur la surface du fil, tandis que les alliages Nikrothal® sont très sensibles aux dommages dans ces conditions.
Propriétés physiques et mécaniques
| Kanthal® APM | Kanthal® A-1 | Kanthal® AF | Kanthal® D | Alkrothal® | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
|
Température maximale de fonctionnement continu |
°C |
1,425 |
1,400 |
1,300 |
1,300 |
1,100 |
| Composition nominale (voir note), % |
Cr |
22 5.8 équilibre – |
22 5.8 équilibre – |
22 5.3 équilibre – |
22 4.8 équilibre – |
15 4.3 équilibre – |
| Densité ρ |
g/cm3 |
7.10 (0.256) |
7.10 (0.256) |
7.15 (0.258) |
7.25 (0.262) |
7.28 (0.263) |
| Résistivité à 20°C à 68°F |
Ω mm2/m Ω/cmf |
1.45 (872) |
1.45 (872) |
1.39 (836) |
1.35 (812) |
1.25 (744) |
| 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) |
1.00 1.01 1.03 1.04 1.05 |
1.00 1.01 1.03 1.04 1.04 |
1.01 1.03 1.05 1.06 1.06 |
1.01 103 106 1.07 1.08 |
1.02 1.05 1.10 1.11 – |
|
| 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) |
– 11 12 14 15 |
– 11 12 14 15 |
– 11 12 14 15 |
– 11 12 14 15 |
– 11 12 14 15 |
|
| Conductivité thermique λ à 50°C à 122°F |
W/m K (Btu in/ft² h °F) |
11 (76) |
11 (76) |
11 (76) |
11 (76) |
16 (110) |
| 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) |
0.46 (0.110) |
| Point de fusion °C (°F) | °C (°F) |
1,500 (2,730) |
1,500 (2,730) |
1,500 (2,730) |
1,500 (2,730) |
1,500 (2,730) |
Propriétés mécaniques* (environ) |
||||||
| Résistance à la traction | N/mm2 (psi) |
680** (98,600**) |
680 (98,600) |
700 (101,500) |
670 (97,200) |
630 (91,400) |
| Limite d'élasticité | N/mm2 (psi) |
470** (68,200**) |
545 (79,000) |
500 (72,500) |
485 (70,300) |
455 (66,000) |
| Dureté | Hv | 230 | 240 | 230 | 230 | 220 |
| Allongement à la rupture | % | 20** | 20 | 23 | 22 | 22 |
| Résistance à la traction à 900°C | N/mm2 (psi) |
40 (5,800) |
34 (4,900) |
37 (5,400) |
34 (4,900) |
30 (4,300) |
|
Résistance au fluage*** |
N/mm2 (psi) N/mm2 (psi) N/mm2 (psi) N/mm2 (psi) |
8.2 (1,190) – – – – – – |
1.2 (170) 0.5 (70) – – – – |
– – – – 0.7 (100) 0.3 (40) |
1.2 (170) 0.5 (70) – – – – |
1.2 (170) 1 (140) – – – – |
| Propriétés magnétiques | 1) | 1) | 1) | 1) | 1) | |
| Emissivité, en condition d'oxydation complète | 0.70 | 0.70 | 0.70 | 0.70 | 0.70 | 0.70 |
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 Kanthal® sont conçus pour les hautes températures : Pour la résistance à l'oxydation et la longévité.
Température d'exploitation maximale par alliage
Résistivité en fonction de la 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 |
|
| Kanthal® APM | • | • | • | • |
| Kanthal® A-1 | • | • | • | • |
| Kanthal® D | • | • | • | • |
| Kanthal® AF | • | • | • | |
| Alkrothal® | • | • | • | • |