Contenuti:
Tipi di leghe Kanthal®
Vantaggi delle leghe Kanthal®
Proprietà fisiche e meccaniche
Riepilogo
TIpologie di prodotto
Tipi di leghe Kanthal®
Kanthal® APM: Fino a 1,425°C (2,600°F)
Kanthal® APM è un materiale resistivo in grado di migliorare le prestazioni ad alte temperature. Permette di risolvere problemi di ammassamento spire, creeping, rammollimento e produzione di ossido che si presentano solitamente negli elementi metallici convenzionali. Inoltre, può essere utilizzato per affrontare nuove applicazioni in cui gli elementi metallici non vengono attualmente utilizzati.
Vantaggi di Kanthal® APM:
Maggiore resistenza meccanica a caldo, che consente:
- Migliore stabilità della forma dell'elemento riscaldante
- Minore necessità di supporto degli elementi
- Minima variazione di resistenza (invecchiamento)
- Maggiore durata dell'elemento
Ottimo ossido, che garantisce:
- Protezione efficace nella maggior parte delle atmosfere
- Esfogliazione e polveri di ossidi ridotti al minimo
- Maggiore durata dell'elemento
Kanthal® A-1: Fino a 1,400°C (2,550°F)
La lega è nota per la sua elevata resistività e l'eccellente resistenza all'ossidazione.
Kanthal® A-1 è una lega ad alta temperatura utilizzata in applicazioni dell'industria ceramica, del vetro, dell'acciaio ed elettronica.
Kanthal® AF: Fino a 1,300°C (2,370°F)
Questo tipo di lega possiede una maggiore resistenza allo scorrimento e migliori proprietà di ossidazione.
È particolarmente consigliato quando sono richieste buone proprietà di stabilità della forma, in particolare ad alte temperature.
Comparison between Kanthal® APM (top) and conventional FeCrAl (bottom) after 1,250 hours at max 1,225°C element temperature.
Kanthal® D: Fino a 1,300°C (2,370°F)
Impiegato principalmente negli elettrodomestici e nei forni industriali.
La sua elevata resistività e bassa densità, unite a una migliore resistenza al calore rispetto alle leghe austenitiche, lo rendono adatto a numerose applicazioni.
Alkrothal®: Fino a 1,100°C (2,010°F)
Viene comunemente impiegato per reostati, resistenze di frenatura, eccetera.
Viene utilizzato anche come filo riscaldante per temperature più basse, come nei cavi scaldanti.
Parametri prestazionali delle leghe ferritiche
Resistenza alla rottura per scorrimento, resistenza al cedimento e allungamento su Kanthal® APM e Kanthal® A-1 ad alte temperature.
Resistenza alla rottura per scorrimento per filo industriale da 4 mm (0,157 in)
| Tempo, H | Temperatura 1,000°C (1,830°F), MPA |
| 100 | 5.6 |
| 1,000 | 3.4 |
| 10000 | 2.2 |
| Tempo, H | Temperatura 1,200°C (2,190°F), MPA |
| 100 | 3.3 |
| 1,000 | 1.6 |
| 10,000 | 0.7 |
| Tempo, H | Temperatura 1,400°C (2,550°F), MPA |
| 100 | 1.3 |
| 1,000 | 0.5 |
| 10,000 | 0.5 |
Allungamento alla temperatura dell'elemento di 1,300°C (2,370°F)
Diametro per la prova di sagging 9.5 mm (0.374 in), 1,300°C (2,370°F) e 1,400°C (2,550°F), 300 mm (11.811 in) tra i supporti
Vantaggi delle leghe Kanthal®
Temperatura massima di esercizio più elevata
Kanthal® A-1 può resistere a temperature fino a 1,400°C (2,550°F) in aria, rispetto a Nikrothal® 80, che può essere utilizzato solo fino a 1,200°C (2,190°F).
Maggiore capacità di carico superficiale
Grazie alla temperatura massima più elevata, le leghe Kanthal® possono sopportare carichi superficiali più elevati.
Durata operativa maggiore
Gli elementi Kanthal® offrono una durata da 2 a 4 volte superiore rispetto alle leghe Nikrothal® se utilizzati in aria alla stessa temperatura.
Maggiore resistività elettrica
La maggiore resistività delle leghe Kanthal® consente l'impiego di materiali con sezione maggiore, soprattutto per applicazioni su fili sottili. Inoltre, la resistività delle leghe Kanthal® è meno influenzata dalla lavorazione a freddo e dal trattamento termico rispetto a quella delle leghe Nikrothal®.
Maggiore resistenza allo snervamento
L'elevato limite di snervamento delle leghe Kanthal® comporta una minore deformazione durante l'avvolgimento del filo.
Proprietà di ossidazione superiori
L'ossido di alluminio (Al₂O₃) formato sulle leghe Kanthal® aderisce meglio, è meno contaminante ed è funge in modo molto efficace come barriera alla diffusione e come isolante elettrico . Inoltre, è più resistente alle atmosfere di cementazione rispetto all'ossido di cromo (Cr₂O₃) formato sulle leghe Nikrothal®.
Densità inferiore
Le leghe Kanthal® hanno una densità inferiore rispetto alle leghe Nikrothal®, il che consente loro di produrre più elementi dallo stesso peso di materiale.
Risparmi significativi
La combinazione di densità inferiore e resistività superiore delle leghe Kanthal® permette l'impiego di meno materiale a parità di potenza in uscita rispetto alle leghe Nikrothal®. Quando si passa da Nikrothal® a Kanthal®, si può scegliere se mantenere lo stesso diamtro di filo,cambiando il carico superficiale oppure avere lo stesso carico superficiale cambiando, di conseguenza, il diametro del filo. Questa flessibilità permette il più delle volte di ottenere notevoli risparmi di peso e di costi in varie applicazioni.
Maggiore resistenza allo zolfo
Le leghe Kanthal® mostrano una resistenza superiore alla corrosione, in condizioni di lavoro a caldo, quando la superficie del filo viene esposta a composti solforici o contaminanti contenenti zolfo, mentre le leghe Nikrothal® sono altamente suscettibili agli attacchi di queste condizioni operative.
Proprietà fisiche e meccaniche
| Kanthal® APM | Kanthal® A-1 | Kanthal® AF | Kanthal® D | Alkrothal® | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
|
Temp. massima di esercizio continuo |
°C |
1,425 |
1,400 |
1,300 |
1,300 |
1,100 |
| Composizione nominale (vedi nota), % |
Cr |
22 5.8 resto – |
22 5.8 resto – |
22 5.3 resto – |
22 4.8 resto – |
15 4.3 resto – |
| Densità p |
g/cm3 |
7.10 (0.256) |
7.10 (0.256) |
7.15 (0.258) |
7.25 (0.262) |
7.28 (0.263) |
| Resistività a 20°C a 68°F |
Ω mm2/m Ω/cmf |
1.45 (872) |
1.45 (872) |
1.39 (836) |
1.35 (812) |
1.25 (744) |
| Coefficiente di temperatura della resistività, 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 1.03 1.06 1.07 1.08 |
1.02 1.05 1.10 1.11 – |
|
| Coefficiente di espansione termica 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 |
|
| Conducibilità termica λ a 50°C a 122°F |
W/m K (Btu in/ft2 h °F) |
11 (76) |
11 (76) |
11 (76) |
11 (76) |
16 (110) |
| Calore specifico a 20°C a 68°F |
kJ/kg K (Btu/libbra °F) |
0.46 (0.110) |
0.46 (0.110) |
0.46 (0.110) |
0.46 (0.110) |
0.46 (0.110) |
| Punto di fusione (circa) | °C (°F) |
1,500 (2,730) |
1,500 (2,730) |
1,500 (2,730) |
1,500 (2,730) |
1,500 (2,730) |
Proprietà meccaniche* (circa) |
||||||
| Resistenza alla trazione | N/mm2 (psi) |
680** (98,600**) |
680 (98,600) |
700 (101,500) |
670 (97,200) |
630 (91,400) |
| Punto di snervamento | N/mm2 (psi) |
470** (68,200**) |
545 (79,000) |
500 (72,500) |
485 (70,300) |
455 (66,000) |
| Durezza | Hv | 230 | 240 | 230 | 230 | 220 |
| Allungamento a rottura | % | 20** | 20 | 23 | 22 | 22 |
| Resistenza alla trazione a 900°C | N/mm2 (psi) |
40 (5,800) |
34 (4,900) |
37 (5,400) |
34 (4,900) |
30 (4,300) |
|
Creep*** |
N/mm2 (psi) N/mm2 (psi) N/mm2 (psi) N/mm2 (psi) |
8.2 (1190) – – – – – – |
1.2 (170) 0.5 (70) – – – – |
– – – – 0.7 (100) 0.3 (40) |
1.2 (170) 0.5 (70) – – – – |
1.2 (170) 1 (140) – – – – |
| Proprietà magnetiche | 1) | 1) | 1) | 1) | 1) | |
| Emissività, condizione completamente ossidato | 0.70 | 0.70 | 0.70 | 0.70 | 0.70 | 0.70 |
Nota: la composizione in tabella è nominale. La composizione effettiva può variare per rispettare gli standard di resistenza elettrica e le tolleranze dimensionali.
* I valori indicati valgono per dimensioni di ca. 1.0 mm
**I diametri più sottili di 4.0 mm hanno valori di resistenza e durezza maggiori mentre sono più bassi per i diametri superiori
*** Calcolato in base all'allungamento osservato in un test in forno standard Kanthal. Allungamento dell'1% dopo 1,000 ore
1) Magnetico (punto di Curie circa 600°C (1,100°F)) 2) Non magnetico 3) Leggermente magnetico
Riepilogo
La lega Kanthal® è progettata per alte temperature: per resistenza all'ossidazione e maggiore durata.
Massima temperatura di esercizio per lega
Confronto tra temperatura e resistività
TIpologie di prodotto
Le leghe Kanthal® e Nikrothal® sono disponibili in formati diversi quali fili, nastri (0.10–3.5 mm (0.0034–0.1378 in) di spessore, 4–195 mm (0.1575–7.6772 in) di larghezza), barre e fili raddrizzati. Questi diversi formati garantiscono l'adattabilità alle esigenze di alte temperature e resistenza.
| Barra | Filo | Nastro |
Filo raddrizzato |
|
| Kanthal® APM | • | • | • | • |
| Kanthal® A-1 | • | • | • | • |
| Kanthal® D | • | • | • | • |
| Kanthal® AF | • | • | • | |
| Alkrothal® | • | • | • | • |