LIGAS AUSTENÍTICAS (NiCr)

Categorias: Materiais de aquecimento , Materiais para resistências

As ligas de níquel-cromo (NiCr) possuem alta resistência mecânica que é mantida mesmo em temperaturas elevadas, tornando-as ideais para uso como materiais resistentes ao calor em vários processos industriais. A linha de produtos de liga de NiCr da Kanthal, com a marca Nikrothal®, também é amplamente utilizada como elementos de aquecimento resistivos em aplicações como grelhas elétricas, secadoras de roupa e secadores de cabelo.

Conteúdo:
Tipos de ligas Nikrothal®
Vantagens das ligas Nikrothal®
Propriedades físicas e mecânicas
Resumo
Variedades de produtos

Tipos de ligas Nikrothal®

Nikrothal® 80: Até 1,200ºC (2,190ºF)

É uma liga de qualidade premium conhecida por seu alto teor de níquel, que proporciona excelente trabalhabilidade e resistência a altas temperaturas.

Nikrothal® 80 é amplamente utilizado em aplicações exigentes na indústria de aparelhos elétricos, particularmente para aplicações de elementos tubulares.

Nikrothal® 60: Até 1,150,ºC (2,100ºF)

É adequado para uma variedade de aplicações domésticas e de fornos e oferece boa resistência à corrosão, excelentes propriedades de oxidação e estabilidade de forma superior, tornando-o confiável para uso em altas temperaturas.

Entretanto, sua resistência à corrosão pode ser reduzida em atmosferas contendo enxofre.

Aplicações típicas do Nikrothal® 60 incluem uso como bobinas suspensas, onde é mais comumente utilizado, e menos frequentemente em elementos de aquecimento tubulares.

Nikrothal® 40: Até 1,100°C (2,010°F)

A principal vantagem desta liga é seu menor custo devido ao seu reduzido teor de níquel.

É adequado para uso em uma variedade de eletrodomésticos e equipamentos de aquecimento em geral onde temperaturas moderadas são necessárias.

Nikrothal® 70: Até 1,250ºC (2,280ºF)

Aplicações típicas do Nikrothal® 70 incluem o uso como elementos de aquecimento elétrico em fornos industriais.

Esta liga é particularmente adequada para uso em atmosferas redutoras, pois é resistente à "podridão verde", um tipo de corrosão que afeta algumas ligas em tais ambientes.

 

Vantagens das ligas Nikrothal®

Maior resistência a quente e deformação

As ligas Nikrothal® têm maior resistência a quente e à deformação do que as ligas Kanthal®. Embora Kanthal® APM e Kanthal® AF tenham boa estabilidade de forma e sejam superiores a outras classes Kanthal®, eles não correspondem à resistência ao calor e à fluência das ligas Nikrothal®.

Melhor ductilidade após o uso

As ligas Nikrothal® mantêm sua ductilidade mesmo após uso prolongado, garantindo flexibilidade e durabilidade ao longo do tempo.

Maior emissividade

As ligas Nikrothal® totalmente oxidadas têm uma emissividade maior do que as ligas Kanthal®. Isso significa que, na mesma carga, as ligas Nikrothal® operam em uma temperatura de elemento um pouco mais baixa, aumentando a eficiência em certas aplicações.

Propriedades não magnéticas

As ligas Nikrothal® geralmente não são magnéticas, o que as torna vantajosas para aplicações de baixa temperatura onde são necessários materiais não magnéticos. A exceção a isso é o Nikrothal® 60, que é magnético em baixas temperaturas. Em contraste, as ligas Kanthal® tornam-se não magnéticas somente quando aquecidas acima de 600°C (1,100°F).

Melhor resistência à corrosão úmida

As ligas Nikrothal® geralmente oferecem melhor resistência à corrosão em temperatura ambiente do que as ligas Kanthal® não oxidadas, exceto em ambientes contendo enxofre ou certas atmosferas controladas.

 

Propriedades físicas e mecânicas

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

Máx. temp. de operação contínua
(temperatura do elemento no ar)

°C
(°F)

1,200
(2,190)

1,200
(2,190)

1,250
(2,280)

1,150
(2,100)

1,100
(2,010)
Composição nominal (ver nota), %

Cr
Al
Fe
Ni

 20
–
–
80		 22
–
9
equilíbrio		 30
–
–
70		 16
–
equilíbrio
60		 20
–
equilíbrio
35
Densidade ρ

g/cm3
Ib/pol3

 8.30
(0.300)		 8.10
(0.293)		 8.10
(0.293)		 8.20
(0.296)		 7.90
(0.285)
Resistividade a 20°C
a 68°F		 Ω mm2/m
Ω/cmf
 1.09
(655)		 1.19
(716)		 1.18
(709)		 1.11
(668)		 1.04
(626)
Fator de temperatura da resistividade, 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
–
Coeficiente de expansão térmica linear 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
Condutividade térmica λ a 50°C
a 122°F		 W/m K
(Btu pol/pé2 h °F)		 15
(104)		 14
(97)		 14
(97)		 14
(97)		 13
(90)
Capacidade de calor específico a 20°C
a 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)
Ponto de fusão (aprox.) °C
(°F)		 1,400
(2,550)		 1,380
(2,515)		 1,380
(2,515)		 1,390
(2,535)		 1,390
(2,535)

Propriedades mecânicas* (aprox.)

            
Resistência à tração N/mm2
(psi)		 810
(117,500)		 800
(116,000)		 820
(118,900)		 730
(105,900)		 675
(97,900)
Ponto de rendimento N/mm2
(psi)		 420
(60,900)		 390
(56,600)		 430
(62,400)		 370
(53,700)		 340
(49,300)
Dureza Hv 180 190 185 180 180
Alongamento na ruptura % 30 30 30 35 35
Resistência à tração a 900°C N/mm2
(psi)		 100
(14,500)		 –
–		 120
(17,400)		 100
(14,500)		 120
(17400)

Resistência à deformação***
A 800°C
a 1,470°F
A 1,000°C
a 1,830°F
A 1,100°C
a 2,010°F
a 1,200°F
a 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)
–
–
–
–
Propriedades magnéticas   2) 2) 2) 3) 2)
Emissividade, condição totalmente oxidada 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88

Observação: A composição listada é nominal. A composição real pode variar para atender à resistência elétrica padrão e às tolerâncias dimensionais.
* Os valores indicados aplicam-se a tamanhos de aprox. 1.0 mm de diâmetro (0.039 pol)
** 4.0 mm (0.157 pol) Medidores mais finos têm valores mais altos de resistência e dureza, enquanto os valores correspondentes são mais baixos para medidores mais grossos
*** Calculado a partir do alongamento observado em um teste de forno padrão da Kanthal. 1% de alongamento após 1,000 horas
1) Magnético (ponto Curie aprox. 600°C (1,100°F)) 2) Não magnético 3) Ligeiramente magnético

 

Resumo

As ligas Nikrothal® são projetadas para altas temperaturas: para resistência à deformação e ductilidade.

Máxima temperatura de operação por liga

Resistividade vs. temperatura

Variedades de produtos

As ligas Kanthal® e Nikrothal® estão disponíveis em formatos especializados, como fio, tiras (0.10–3.5 mm de espessura, 4–195 mm de largura), hastes e fio alinhado. Essas formas versáteis garantem adaptabilidade para necessidades de alta temperatura e resistência.

  Haste Fio Fita

Endireitado

fio
Nikrothal® 80   • • •
Nikrothal® 70   • • •
Nikrothal® 60   • • •
Nikrothal® 40 • • • •