Conteúdo:
Tipos de ligas da Kanthal®
Vantagens das ligas da Kanthal®
Propriedades físicas e mecânicas
Resumo
Variedades de produtos
Tipos de ligas da Kanthal®
Kanthal® APM: Até 1,425°C (2,600°F)
Kanthal® APM é um material de resistência elétrica que pode melhorar o desempenho em altas temperaturas. Ele aborda problemas como amontoamento, rastejamento, afundamento e fragmentação de óxido que elementos metálicos convencionais frequentemente enfrentam. Além disso, ele pode ser usado para explorar novas aplicações onde elementos metálicos não são utilizados atualmente.
Vantagens do Kanthal® APM:
Resistência ao calor melhorada, proporcionando:
- Estabilidade estrutural melhor do elemento de aquecimento
- Menos necessidade de suporte do elemento
- Mudança mínima de resistência (envelhecimento)
- Vida útil prolongada do elemento
Excelente óxido, proporcionando:
- Proteção eficaz na maioria das atmosferas
- Mínimo de oxidação superficial e impurezas
- Vida útil estendida do elemento
Kanthal® A-1: Até 1,400 ºC (2,550 ºF)
A liga é conhecida por sua alta resistividade e excelente resistência à oxidação.
Kanthal® A-1 é uma liga de alta temperatura usada em aplicações envolvendo cerâmica, vidro, aço e eletrônicos.
Kanthal® AF: Até 1,300°C (2,370°F)
Este grau de liga tem resistência à deformação e propriedades de oxidação melhoradas.
É especialmente recomendado onde são necessárias boas propriedades de estabilidade de forma, principalmente em altas temperaturas.
Comparison between Kanthal® APM (top) and conventional FeCrAl (bottom) after 1,250 hours at max 1,225°C element temperature.
Kanthal® D: Até 1,300°C (2,370°F)
Empregado principalmente em eletrodomésticos e fornos industriais.
Sua alta resistividade e baixa densidade, combinadas com melhor resistência ao calor do que ligas austeníticas, o tornam adequado para muitas aplicações.
Alkrothal®: Até 1,100°C (2,010°F)
É comumente especificado para reostatos, resistências de frenagem etc.
Ele também é usado como fio de aquecimento para temperaturas mais baixas, como cabos de aquecimento.
Métricas de desempenho de ligas ferríticas
Resistência à ruptura por fluência, resistência ao envergamento e alongamento em Kanthal® APM e Kanthal® A-1 em altas temperaturas.
Resistência à ruptura por fluência para fio industrial 4 mm
| Tempo, H | Temperatura 1,000 °C, MPA |
| 100 | 5.6 |
| 1,000 | 3.4 |
| 10,000 | 2.2 |
| Tempo, H | Temperatura 1,200 °C, MPA |
| 100 | 3.3 |
| 1,000 | 1.6 |
| 10,000 | 0.7 |
| Tempo, H | Temperatura 1,400 °C, MPA |
| 100 | 1.3 |
| 1,000 | 0,5 |
| 10,000 | 0.5 |
Alongamento à temperatura do elemento de 1,300°C
Diâmetro do teste de flacidez 9.5 mm, 1,300°C e 1,400°C, 300 mm entre suportes
Vantagens das ligas da Kanthal®
Maior temperatura máxima de operação
O Kanthal® A-1 pode suportar temperaturas de até 1,400°C (2,550°F) no ar, em comparação ao Nikrothal® 80, que pode suportar apenas até 1,200°C (2,190°F).
Capacidade de carga superficial mais elevada
Devido à temperatura máxima mais alta, as ligas Kanthal® podem suportar cargas superficiais mais altas.
Vida útil estendida
Os elementos Kanthal® têm uma vida útil de 2 a 4 vezes a vida útil da Nikrothal® quando operados no ar na mesma temperatura.
Maior resistividade elétrica
A maior resistividade das ligas Kanthal® permite o uso de materiais com seção transversal maior, especialmente para aplicações de fios finos. Além disso, a resistividade das ligas Kanthal® é menos afetada pelo trabalho a frio e tratamento térmico do que a das ligas Nikrothal®.
Maior resistência ao rendimento
A maior tensão de ruptura das ligas da Kanthal® resulta em menos deformação durante o enrolamento do fio.
Propriedades de oxidação superiores
O óxido de alumínio (Al₂O₃) formado nas ligas Kanthal® adere melhor, é menos contaminante e serve como uma barreira de difusão e isolante elétrico mais eficaz. Também é mais resistente a atmosferas carbonitretantes em comparação ao óxido de cromo (Cr₂O₃) formado nas ligas Nikrothal®.
Densidade mais baixa
As ligas Kanthal® têm uma densidade menor que as ligas Nikrothal®, permitindo produzir mais elementos com o mesmo peso de material.
Economias significativas
A combinação de menor densidade e maior resistividade significa que menos material é necessário para atingir a mesma potência de saída ao usar ligas Kanthal® em vez de Nikrothal®. Ao converter de Nikrothal® para Kanthal®, o diâmetro do fio pode permanecer constante enquanto a carga superficial é ajustada, ou a carga superficial pode permanecer constante enquanto o diâmetro do fio é alterado. Essa flexibilidade geralmente leva a economias substanciais de peso e custo em diversas aplicações.
Resistência aprimorada ao enxofre
As ligas Kanthal® demonstram resistência superior à corrosão em condições quentes quando expostas a compostos sulfúricos ou contaminantes contendo enxofre na superfície do fio, enquanto as ligas Nikrothal® são altamente suscetíveis a danos nessas condições.
Propriedades físicas e mecânicas
| Kanthal® APM | Kanthal® A-1 | Kanthal® AF | Kanthal® D | Alkrothal® | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
|
Máx. temp. de operação contínua |
°C |
1,425 |
1,400 |
1,300 |
1,300 |
1,100 |
| Composição nominal (ver nota), % |
Cr |
22 5.8 equilíbrio – |
22 5.8 equilíbrio – |
22 5.3 equilíbrio – |
22 4.8 equilíbrio – |
15 4.3 equilíbrio – |
| Densidade ρ |
g/cm3 |
7.10 (0.256) |
7.10 (0.256) |
7.15 (0.258) |
7.25 (0.262) |
7.28 (0.263) |
| Resistividade 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) |
| 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) |
1.00 1.01 1.03 1.04 1.05 |
1.00 1.01 1.03 1.04 1.04 |
1.01 103 1.05 1.06 1.06 |
1.01 1.03 1.06 1.07 1.08 |
1.02 1.05 1.10 1.11 – |
|
| 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) |
– 11 12 14 15 |
– 11 12 14 15 |
– 11 12 14 15 |
– 11 12 14 15 |
– 11 12 14 15 |
|
| Condutividade térmica λ a 50°C a 122°F |
W/m K (Btu pol/pé2 h °F) |
11 (76) |
11 (76) |
11 (76) |
11 (76) |
16 (110) |
| 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) |
0.46 (0.110) |
| Ponto de fusão (aprox.) | °C (°F) |
1,500 (2,730) |
1,500 (2,730) |
1,500 (2,730) |
1,500 (2,730) |
1,500 (2,730) |
Propriedades mecânicas* (aprox.) |
||||||
| Resistência à tração | N/mm2 (psi) |
680** (98,600**) |
680 (98,600) |
700 (101,500) |
670 (97,200) |
630 (91,400) |
| Ponto de rendimento | N/mm2 (psi) |
470** (68,200**) |
545 (79,000) |
500 (72,500) |
485 (70,300) |
455 (66,000) |
| Dureza | Hv | 230 | 240 | 230 | 230 | 220 |
| Alongamento na ruptura | % | 20** | 20 | 23 | 22 | 22 |
| Resistência à tração a 900°C | N/mm2 (psi) |
40 (5,800) |
34 (4,900) |
37 (5,400) |
34 (4,900) |
30 (4,300) |
|
Resistência à deformação*** |
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) – – – – |
| Propriedades magnéticas | 1) | 1) | 1) | 1) | 1) | |
| Emissividade, condição totalmente oxidada | 0.70 | 0.70 | 0.70 | 0.70 | 0.70 | 0.70 |
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 Kanthal® são projetadas para altas temperaturas: Para resistência à oxidação e longevidade.
Temperatura máxima 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 |
|
| Kanthal® APM | • | • | • | • |
| Kanthal® A-1 | • | • | • | • |
| Kanthal® D | • | • | • | • |
| Kanthal® AF | • | • | • | |
| Alkrothal® | • | • | • | • |