内容:
Kanthal®合金の種類
Kanthal®合金の利点
物理的および機械的特性
まとめ
製品の種類
Kanthal®合金の種類
Kanthal® APM: 最高1,425°C（2,600°F）
Kanthal® APMは、高温でのパフォーマンスを向上できる電気抵抗材料です。 従来の金属元素でしばしば直面する、バンチング、クリープ現象、たるみ、酸化物剥離などの問題に対処します。 さらに、金属ヒーター材料が現在利用されていない、新たな用途にも使用出来る可能性があります。
Kanthal® APMの利点:
向上した熱間強度、次の効果が得られます。
- ヒーターの形状安定性が改善
- 発熱体の支持の必要性が低減
- 少ない抵抗変化 (経年劣化)
- エレメント寿命の延長
優れた酸化物、以下を提供:
- ほとんどの環境で効果的な保護被膜
- 最小限のスケーリングと不純物
- エレメント寿命の延長
カンタル® A-1: 最高1,400°C（2,550°F）
この合金の特徴は、高い固有抵抗と優れた耐酸化性です。
Kanthal® A-1は、セラミック、ガラス、鋼鉄、電子機器などの用途で使用される高温合金です。
Kanthal® AF: 最高1,300° C (2,370° F)
この合金グレードは、クリープ強度と酸化特性が改善されています。
特に高温下での良好な形状安定性が求められる場合に、特に推奨されます。
Comparison between Kanthal® APM (top) and conventional FeCrAl (bottom) after 1,250 hours at max 1,225°C element temperature.
カンタル®D: 最高1,300° C (2,370° F)
主に家電製品や工業炉などに使用されています。
高い抵抗率と低い密度は、オーステナイト系合金よりも優れた耐熱性と相まって、多くの用途に適しています。
アルクロタール®: 最高1,100°C（2,010°F）
これは一般的に、レオスタットや制動抵抗器などに対して指定されます。
ヒーティングケーブルなど低温用の電熱線としても使用されます。
フェライト合金の性能指標
高温におけるKanthal® APMおよびKanthal® A-1のクリープ破断強度、耐垂れ性、伸び率。
工業用ワイヤーのクリープ破断強度4 mm
| 時間、H | 温度 1,000°C、MPA |
| 100 | 5.6 |
| 1,000 | 3.4 |
| 10,000 | 2.2 |
| 時間、H | 温度 1,200°C、MPA |
| 100 | 3.3 |
| 1,000 | 1.6 |
| 10,000 | 0.7 |
| 時間、H | 温度 1,400°C、MPA |
| 100 | 1.3 |
| 1,000 | 0.5 |
| 10,000 | 0.5 |
発熱体温度1,300°C時のデータ
たるみ試験: 直径9.5 mm、1,300℃および1,400℃、支持体間距離300 mm
Kanthal®合金の利点
より高い最高使用温度
Kanthal® A-1は空気中で最高1,400°C (2,550°F) の温度に耐えることができますが、Nikrothal® 80は最高1,200°C (2,190°F) までしか耐えられません。
より高い面荷重容量
最高温度が高いため、Kanthal® 合金はより高い表面負荷に耐えることができます。
寿命の延長
Kanthal® エレメントは、同じ温度の空気中で動作する場合、Nikrothal® 合金の2 ～ 4倍の寿命を実現します。
より高い電気的抵抗値
Kanthal® 合金の固有抵抗が高いことから、特に細いワイヤの用途では、より大きな断面積を持つ材料を使用することができます。 さらに、Kanthal®合金の抵抗率は、Nikrothal®合金よりも冷間加工や熱処理の影響を受けにくくなっています。
より高い降伏強度
Kanthal® 合金の降伏強度が高いため、ワイヤをコイル状に巻く際の変形が少なくなります。
優れた酸化特性
Kanthal® 合金上に形成された酸化アルミニウム (Al₂O₃) は、密着性が高く、汚染が少なく、より効果的な拡散バリアおよび電気絶縁体として機能します。 また、Nikrothal® 合金上に形成される酸化クロム (Cr₂O₃) と比較して、浸炭雰囲気に対する耐性も優れています。
より低い密度
Kanthal® 合金はNikrothal® 合金よりも密度が低いため、同じ重量の材料からより多くの部品を生成できます。
大幅な節約
密度が低く抵抗率が高いため、Nikrothal® の代わりにKanthal® 合金を使用すると、同じ出力を達成するために必要な材料が少なくなります。 Nikrothal®からKanthal®に変換する場合、表面負荷を調整しながらワイヤ径を一定に保つことも、ワイヤ径を変更しながら表面負荷を一定に保つこともできます。 この柔軟性により、さまざまなアプリケーションで大幅な重量とコストの削減が実現します。
硫黄耐性の強化
Kanthal® 合金は、ワイヤ表面の硫黄化合物または硫黄含有汚染物質にさらされた高温条件で優れた耐腐食性を発揮しますが、Nikrothal® 合金はこれらの条件下で非常に損傷を受けやすくなります。
物理特性および機械的特性の分析
| Kanthal® APM | Kanthal® A-1 | カンタル®AF | カンタル®D | Alkrothal® | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
|
最高連続運転温度 |
°C |
1,425 |
1,400 |
1,300 |
1,300 |
1,100 |
| 公称成分 (注を参照)、% |
Cr |
22 5.8 バランス – |
22 5.8 バランス – |
22 5.3 バランス – |
22 4.8 バランス – |
15 4.3 バランス – |
| 密度 ρ |
グラム/cm3 |
7.10 (0.256) |
7.10 (0.256) |
7.15 （0.258） |
7.25 （0.262） |
7.28 (0.263) |
| 20°Cでの抵抗値 68°Fで |
Ω mm2/m Ω/cmf |
1.45 （872） |
1.45 （872） |
1.39 （836） |
1.35 （812） |
1.25 （744） |
| 抵抗温度係数、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 – |
|
| 線熱膨張係数α、× 10-6/K 20～100℃（68～210℉） 20～250℃（68～480℉） 20～500℃（68～930℉） 20～750℃（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 |
|
| 熱伝導率λ (50°C) 122°Fで |
W/m K (Btu in/ft2 h °F) |
11 （76） |
11 （76） |
11 （76） |
11 （76） |
16 （110） |
| 比熱容量 (20°C) 68°Fで |
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) |
| おおよその融点 | °C (°F) |
1,500 (2,730) |
1,500 (2,730) |
1,500 (2,730) |
1,500 (2,730) |
1,500 (2,730) |
おおよその機械的特性* |
||||||
| 抗張力 | N/mm2 (psi) |
680** (98,600**) |
680 (98,600) |
700 (101,500) |
670 (97,200) |
630 （91,400） |
| 降伏点 | N/mm2 (psi) |
470** （68,200**） |
545 （79,000） |
500 （72,500） |
485 （70,300） |
455 （66,000） |
| 硬度 | Hv | 230 | 240 | 230 | 230 | 220 |
| 破断伸び | % | 20** | 20 | 23 | 22 | 22 |
| 引張強度 (900°C) | N/mm2 (psi) |
40 （5,800） |
34 （4,900） |
37 （5,400） |
34 （4,900） |
30 （4,300） |
|
クリープ強度*** |
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） – – – – |
| 磁気特性 | 1) | 1) | 1) | 1) | 1) | |
| 放射率 - 完全に酸化した状態 | 0.70 | 0.70 | 0.70 | 0.70 | 0.70 | 0.70 |
注: 記載されている組成は公称値です。 実際の組成は、標準的な電気的抵抗と寸法の公差に合わせて異なる場合があります。
* 記載されている値は、約1.0 mm (0.039インチ) 径のサイズに適用されます。
** 4.0 mm (0.157インチ) 薄いゲージほど強度と硬度が高く、厚いゲージほど硬度が低くなります。
*** Kanthal標準炉試験で観察された伸びから算出。 1,000時間後の伸び率1%
1) 磁性 (キュリー点約600°C (1,100°F)) 2) 非磁性3) わずかに磁性あり
概要
Kanthal®合金は高温用に設計されており、 耐酸化性と耐久性に優れています。
合金ごとの最高使用温度
抵抗率と温度の関係
製品の種類
Kanthal®およびNikrothal®合金は、ワイヤ、ストリップ (厚さ0.10～3.5 mm、幅4～195 mm)、ロッド、直線ワイヤなどの特殊形状でご利用いただけます。 これらの多用途な形状により、高温や耐性へのニーズへの適応性が確保されます。
| ロッド | ワイヤー | 帯材 |
真直度 丸線 |
|
| Kanthal® APM | • | • | • | • |
| Kanthal® A-1 | • | • | • | • |
| カンタル®D | • | • | • | • |
| カンタル®AF | • | • | • | |
| Alkrothal® | • | • | • | • |