Tubes Kanthal® APM est un alliage ferritique fer-chrome-aluminium (alliage FeCrAl) avancé de la métallurgie des poudres et renforcé par dispersion. Il est conçu pour être utilisé à une température maximale de 1 250 °C (2 280 °F).
Les tubes Kanthal® APM présentent une bonne stabilité de forme à haute température. Kanthal APM forme un excellent oxyde de surface non entartrant, qui offre une bonne protection dans la plupart des environnements de four, c'est-à-dire oxydants, sulfureux et carburants, ainsi que contre les dépôts de carbone, de cendres, etc. Cet alliage est unique en raison de ses excellentes propriétés d'oxydation et de stabilité de forme.
Parmi les applications typiques de ces tubes radiants Kanthal® APM, citons les fours électriques ou à gaz tels que les fours de recuit continu et de galvanisation, les fours de trempe à joint, les fours de maintien et les fours de dosage dans les industries de l'aluminium, du zinc et du plomb, les tubes de protection de thermocouple, ainsi que les moufles de four pour les applications de frittage.
Composition chimique
| C % | Si % | Mn % | Cr % | Al % | Fe % | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Composition nominale | 5,8 | Bal. | ||||
| Min | - | - | - | 20,5 | - | |
| Max | 0,08 | 0,7 | 0,4 | 23,5 | - |
Propriétés mécaniques
| Limite d'élasticité | Résistance à la traction | Allongement | Dureté |
|---|---|---|---|
| Rp0.2 | Rm | A | |
| MPa (ksi) | MPa (ksi) | % | Hv |
| 450 (65) | 670 (97) | 27 | 225 |
Remarque : Les échantillons sont prélevés dans le sens longitudinal.
Propriétés mécaniques à haute température
Données de fluage issues des essais sur tube à l'état de livraison avec une charge appliquée dans le sens longitudinal. La taille de grain moyenne initiale typique est comprise entre 30 et 50 μm.
| Température °C | 900 | 1 000 | 1 100 | 1 200 |
|---|---|---|---|---|
| Température °F | 1 652 | 1 832 | 2 012 | 2 192 |
| MPa | 5,9 | 2,0 | 0,7 | 0,3 |
| psi | 860 | 290 | 100 | 44 |
1 % d'allongement en 1 000 h
| Taux de fluage | Température/Contrainte | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 900 °C (1 652 °F) | 1 000 °C (1 832 °F) | 1 100 °C (2 012 °F) | 1 200 °C (2 192 °F) | |||||
| s-1 | MPa (psi) | MPa (psi) | MPa (psi) | MPa (psi) | ||||
| 1,0e - 10 | 4,0 (580) | 1,5 (220) | 0,9 (130) | 0,7 (100) | ||||
| 1,0e - 8 | 6,8 (990) | 3,1 (220) | 1,1 (160) | 0,8 (120) | ||||
| 1,0e - 6 | 11,0 (1 600) | 6,7 (450) | 3,1 (450) | 1,9 (280) | ||||
| 1,0e - 4 | 20,0 (2 900) | 13,0 (1 900) | 11,0 (1 600) | 6,0 (870) | ||||
| Temps | Température/Contrainte | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 900 °C (1 652 °F) | 1 000 °C (1 832 °F) | 1 100 °C (2 012 °F) | 1 200 °C (2 192 °F) | |||||
| h | MPa (psi) | MPa (psi) | MPa (psi) | MPa (psi) | ||||
| 100 | 10,0 (1 500) | 5,2 (750) | 3,0 (440) | 2,0 (290) | ||||
| 1 000 | 7,0 (1 000) | 3,4 (490) | 1,7 (250) | 1,0 (150) | ||||
| 10 000 | 4,5 (650) | 2,1 (300) | 0,9 (130) | 0,5 (73) | ||||
| Distance entre les supports m (po) | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Ø tube mm (Ø tube po) | Ø tube mm (Ø tube po) | Ø tube mm (Ø tube po) | Ø tube mm (Ø tube po) | Ø tube mm (Ø tube po) | Ø tube mm (Ø tube po) | |
| 100/90 (3,94/3,54) | 128/117 (5,04/4,61) | 146/134 (7,75/5,28) | 154/142 (6,06/5,59) | 178/162 (7,01/6,38) | 198/182 (7,80/7,17) | |
| 800 | 2,2 (86,6) | 2,5 (98,4) | 2,5 (98,4) | 2,5 (98,4) | 2,5 (98,4) | 2,5 (98,4) |
| 900 | 2,2 (86,6) | 2,3 (90,6) | 2,5 (98,4) | 2,5 (98,4) | 2,5 (98,4) | 2,5 (98,4) |
| 1 000 | 2,0 (78,7) | 2,2 (86,6) | 2,5 (98,4) | 2,5 (98,4) | 2,5 (98,4) | 2,5 (98,4) |
| 1 100 | 1,5 (59,1) | 1,8 (70,9) | 2,2 (86,6) | 2,2 (86,6) | 2,3 (90,6) | 2,3 (90,6) |
| 1 200 | 1,2 (47,2) | 1,4 (55,1) | 1,5 (59,1) | 1,5 (59,1) | 1,6 (63,0) | 1,7 (66,9) |
Si le Kanthal APM est équipé d'éléments de résistance électrique, la distance entre les supports doit être raccourcie.
Propriétés physiques
| Densité g/cm3 (lb/po3) | 7,10 (0,257) |
|---|---|
| Résistivité électrique à 20 °C Ω mm 2/m (Ω circ. mil/pi) | 1,45 (872) |
| Coefficient de Poisson | 0,30 |
| Température °C | 20 | 100 | 200 | 400 | 600 | 800 | 1 000 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Température °F | 68 | 212 | 392 | 752 | 1 112 | 1 472 | 1 832 |
| GPa | 220 | 210 | 205 | 190 | 170 | 150 | 130 |
| Msi | 32 | 30 | 30 | 28 | 25 | 22 | 19 |
| Temp. °C | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1 000 | 1 100 | 1 200 | 1 300 | 1 400 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Temp. °F | 212 | 392 | 572 | 752 | 932 | 1 112 | 1 292 | 1 472 | 1 652 | 1 832 | 2 012 | 2 192 | 2 372 | 2 552 |
| 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 |
| Température °C (°F) | Dilatation thermique x 10-6/K (10-6/°F) |
|---|---|
| 20 - 250 (68 - 482) | 11 (6,1) |
| 20 - 500 (68 - 932) | 12 (6,7) |
| 20 - 750 (68-1 382) | 14 (7,8) |
| 20 - 1 000 (68 - 1 832) | 15 (8,3) |
| 20 - 1 200 (68 - 2 192) | 16 (8,9) |
| 20 - 1 400 (68 - 2 552) | 16 (8,9) |
| Température °C | 50 | 600 | 800 | 1 000 | 1 200 | 1 400 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Température °F | 122 | 1 112 | 1 472 | 1 832 | 2 192 | 2 552 |
| W m-1 K-1 | 11 | 20 | 22 | 26 | 27 | 35 |
| Btu h-1 pi-1 °F-1 | 6,4 | 11,6 | 12,7 | 15,0 | 15,6 | 20,2 |
| Température °C | 20 | 200 | 400 | 600 | 800 | 1 000 | 1 200 | 1 400 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Température °F | 68 | 392 | 752 | 1 112 | 1 472 | 1 832 | 2 192 | 2 552 |
| 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 |
| Point de fusion °C (°F) | 1 500 (2 732) |
|---|---|
| Température d'exploitation continue max. dans l'air °C (°F) | 1 250 (2 282) |
| Propriétés magnétiques | Le matériau est magnétique jusqu'à environ 600 °C 1 112 °F) (point de Curie). |
| Emissivité - matériau entièrement oxydé | 0,70 |
Soudage
Soudage du tube Kanthal APM au NiCr(Fe)
- Préchauffez le tube à environ 200 - 300 °C (392- 572 °F).
- Utilisez le soudage TIG.
- Utilisez un matériau à faible teneur en carbone et en silicium 25Cr/20Ni comme matériau de remplissage. (Le Nikrothal 40B, un matériau à faible teneur en silicium, peut être utilisé comme alternative).
- Réduisez les contraintes du composant soudé à environ 700 °C (1 292 °F) pendant une (1) heure, suivi d'un refroidissement lent dans le four pour obtenir un minimum de contraintes dans les produits soudés.
Remarque : Il n'est pas absolument nécessaire de réduire les contraintes si la manipulation et l'installation sont réalisées avec soin.
Soudage du tube Kanthal APM sur une embase Kanthal APM
- Chauffez le tube et l'embase entre 300 et 500 °C (572 et 932 °F) à l'aide d'un chalumeau à gaz ou d'un four.
- Réalisez la soudure lorsque le tube et l'embase sont encore chauds. Terminez le soudage avant que la température ne soit inférieure à 200 °C (392 °F).
- Soudez par points l'embase sur le tube.
- Soudez l'embase sur le tube jusqu'à ce que l'espace soit complètement rempli de matériau (3 à 4 passes). Utilisez un équipement de soudage TIG et du fil Kanthal A-1, Ø 1 - 3 mm, comme matériau de remplissage.
- Placez le tube soudé dans un four pour réduire les contraintes. Cette étape doit être effectuée avant que la température du matériau ne soit inférieure à 150 °C (302 °F). Montez la température à 900 - 1 000 °C (1 652 - 1 832°F) et maintenez cette température pendant deux (2) heures.
Soudage du tube Kanthal APM sur des aciers doux
- Utilisez le soudage TIG
- Utilisez le même type de matériau de remplissage, c'est-à-dire un type d'acier doux.
- Réduisez les contraintes du composant soudé à environ 700 °C (1 292 °F) pendant une (1) heure, suivi d'un refroidissement lent dans le four pour obtenir un minimum de contraintes dans les produits soudés.
Remarque : Il n'est pas absolument nécessaire de réduire les contraintes si la manipulation et l'installation sont réalisées avec soin.