カテゴリー: ヒーター材料 , 抵抗材料

ニッケルクロム（NiCr）合金は、高温でも維持される高い機械的強度を備えているため、さまざまな工業プロセスにおける耐熱材料として最適です。 KanthalのNiCr合金製品は、 Nikrothal® というブランド名で販売されており、電気グリル、タンブルドライヤー、ブロードライヤーなどの用途で抵抗発熱体として広く使用されています。

内容:
Nikrothal®合金の種類
Nikrothal®合金の利点
物理的および機械的特性
まとめ
製品の種類

Nikrothal®合金の種類

Nikrothal® 80: 最高1,200°C（2,190°F）

ニッケル含有量が多いことで知られる高品質の合金で、優れた加工性と高温強度を備えています。

Nikrothal® 80は、電気機器業界内の要求の厳しい用途、特に管状要素用途で広く使用されています。

Nikrothal® 60: 最高1,150°C（2,100°F）

これは、さまざまな家庭用および炉用の用途に適しており、優れた耐食性、優れた酸化特性、優れた形状安定性を備え、高温での使用にも信頼性があります。

ただし、硫黄を含む雰囲気では耐腐食性が低下する可能性があります。

Nikrothal® 60の一般的な用途としては、懸架コイルとしての使用が最も一般的ですが、頻度は低いものの、管状発熱体としての使用される場合もあります。

Nikrothal® 40: 最高1,100°C (2,010°F)

この合金の主な利点は、ニッケル含有量が少ないためコストが低いことです。

適度な温度が求められるさまざまな家庭用電化製品や一般的な暖房機器に適しています。

Nikrothal® 70: 最高1,250°C (2,280°F)

Nikrothal® 70の代表的な用途としては、工業用炉の電気ヒーターとしての使用が挙げられます。

この合金は、還元雰囲気での使用に特に適しています。これは、そのような環境で一部の合金に発生する腐食の一種である「グリーンロット」に対する耐性があるためです。

 

Nikrothal®合金の利点

より高い熱間強度とクリープ強度

Nikrothal®合金は、Kanthal®合金と比較して、より高い熱間強度とクリープ強度を備えています。 Kanthal® APMとKanthal® AFは形状安定性に優れ、他のKanthal® グレードよりも優れていますが、Nikrothal® 合金の高温強度とクリープ強度には及びません。

使用後の延性の向上

Nikrothal® 合金は長期間使用した後でも延性を維持し、長期にわたって柔軟性と耐久性を保証します。

より高い放射率

完全に酸化されたNikrothal® 合金は、Kanthal® 合金よりも放射率が高くなります。 つまり、同じ表面負荷では、Nikrothal® 合金はやや低い発熱体の温度で動作し、特定の用途では効率が向上します。

非磁性特性

Nikrothal® 合金は一般に非磁性であるため、非磁性材料が必要とされる低温用途に適しています。 例外は、低温で磁性を帯びるNikrothal® 60です。 対照的に、Kanthal® 合金は600°C (1,100°F) 以上に加熱された場合にのみ非磁性になります。

より優れた腐食耐性

Nikrothal® 合金は一般に、硫黄を含む環境や特定の制御された雰囲気を除き、室温では非酸化Kanthal® 合金よりも優れた耐腐食性を備えています。

 

物理特性および機械的特性の分析

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

最高連続運転温度
(空気中の発熱体温度)

°C
(°F)

1,200
(2,190)

1,200
(2,190)

1,250
(2,280)

1,150
(2,100)

1,100
(2,010)
公称成分 (注を参照)、%

Cr
Al
Fe
Ni

 20
–
–
80		 22
–
9
バランス		 30
–
–
70		 16
–
バランス
60		 20
–
バランス
35
密度 ρ

グラム/cm3
Ib/in3

 8.30
(0.300)		 8.10
（0.293）		 8.10
（0.293）		 8.20
（0.296）		 7.90
（0.285）
20°Cでの抵抗値
68°Fで		 Ω mm2/m
Ω/cmf
 1.09
（655）		 1.19
（716）		 1.18
（709）		 1.11
（668）		 1.04
（626）
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）		  
1.02
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
–
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）		  
–
15
16
17
18
–
14
15
16
17
–
14
15
16
17
–
16
17
18
18
–
16
17
18
19
熱伝導率λ (50°C)
122°Fで		 W/m K
(Btu in/ft2 h °F)		 15
（104）		 14
（97）		 14
（97）		 14
（97）		 13
（90）
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)		 0.50
（0.119）
おおよその融点 °C
(°F)		 1,400
(2,550)		 1,380
(2,515)		 1,380
(2,515)		 1,390
(2,535)		 1,390
（2,535）

おおよその機械的特性*

            
抗張力 N/mm2
(psi)		 810
（117,500）		 800
（116,000）		 820
（118,900）		 730
（105,900）		 675
（97,900）
降伏点 N/mm2
(psi)		 420
（60,900）		 390
（56,600）		 430
（62,400）		 370
（53,700）		 340
（49,300）
硬度 Hv 180 190 185 180 180
破断伸び % 30 30 30 35 35
引張強度 (900°C) N/mm2
(psi)		 100
（14,500）		 –
–		 120
（17,400）		 100
（14,500）		 120
（17,400）

クリープ強度***
800℃で
1,470°Fで
1,000℃で
1,830°Fで
1,100℃で
2,010°Fで
1,200℃で
2,190°Fで

 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）
–
–
–
–
磁気特性   2) 2) 2) 3) 2)
放射率 - 完全に酸化した状態 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88

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

Nikrothal® 合金は高温用に設計されています。 クリープ強度と延性に優れています。

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