Kanthal® APM es una aleación ferrítica de hierro-cromo-aluminio (aleación de FeCrAl) pulvimetalúrgica avanzada, reforzada por dispersión, que se puede usar en tubos a temperaturas de hasta 1250 °C (2280 °F).
Los tubos Kanthal® APM presentan una buena estabilidad dimensional a altas temperaturas. Kanthal APM forma un óxido de superficie excelente, no incrustante, que proporciona una buena protección en la mayoría de los entornos donde hay hornos, es decir, ambientes oxidantes, sulfurantes y carburantes, así como contra los depósitos de carbono, cenizas, etc. La combinación de sus excelentes propiedades de oxidación y estabilidad dimensional la convierten en una aleación única.
Kanthal® APM se utiliza habitualmente en tubos radiantes de hornos eléctricos o de gas, tales como hornos de galvanizado continuo, hornos de atmósfera controlada, hornos de conservación del calor y de dosificación en las industrias del aluminio, el zinc y el plomo, tubos de protección de termopares y muflas para aplicaciones de sinterización.
Composición química
|
C % |
Si % |
Mn % |
Cr % |
Al % |
Fe % |
| Composición nominal |
|
|
|
|
5,8 |
Bal. |
| Mín. |
- |
- |
- |
20,5 |
- |
|
| Máx. |
0,08 |
0,7 |
0,4 |
23,5 |
- |
|
Propiedades físicas
| Densidad g/cm3 (lb/in3) |
7,10 (0,257) |
| Resistividad eléctrica a 20 °C Ω mm2/m (Ω mil circ./ft) |
1,45 (872) |
| Coeficiente de Poisson |
0,30 |
Módulo de Young
| Temperatura °C |
20 |
100 |
200 |
400 |
600 |
800 |
1000 |
| Temperatura °F |
68 |
212 |
392 |
752 |
1112 |
1472 |
1832 |
| GPa |
220 |
210 |
205 |
190 |
170 |
150 |
130 |
| Msi |
32 |
30 |
30 |
28 |
25 |
22 |
19 |
Coeficiente de resistividad a la temperatura
| Temp. °C |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
1000 |
1100 |
1200 |
1300 |
1400 |
| Temp. °F |
212 |
392 |
572 |
752 |
932 |
1112 |
1292 |
1472 |
1652 |
1832 |
2012 |
2192 |
2372 |
2552 |
| Ct |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,01 |
1,02 |
1,02 |
1,03 |
1,03 |
1,04 |
1,04 |
1,04 |
1,04 |
1,05 |
Coeficiente de dilatación térmica
| Temperatura °C (°F) |
Dilatación térmica x 10-6/K (10-6/°F) |
| 20-250 (68-482) |
11 (6,1) |
| 20-500 (68-932) |
12 (6,7) |
| 20-750 (68-1382) |
14 (7,8) |
| 20-1000 (68-1832) |
15 (8,3) |
| 20-1200 (68-2192) |
16 (8,9) |
| 20-1400 (68-2552) |
16 (8,9) |
Conductividad térmica
| Temperatura °C |
50 |
600 |
800 |
1000 |
1200 |
1400 |
| Temperatura °F |
122 |
1112 |
1472 |
1832 |
2192 |
2552 |
| W m-1 K-1 |
11 |
20 |
22 |
26 |
27 |
35 |
| Btu h-1ft-1°F-1 |
6,4 |
11,6 |
12,7 |
15,0 |
15,6 |
20,2 |
Capacidad calorífica específica
| Temperatura °C |
20 |
200 |
400 |
600 |
800 |
1000 |
1200 |
1400 |
| Temperatura °F |
68 |
392 |
752 |
1112 |
1472 |
1832 |
2192 |
2552 |
| kJ kg-1 K-1 |
0,46 |
0,56 |
0,63 |
0,75 |
0,71 |
0,72 |
0,74 |
0,80 |
| Btu lb-1 °F-1 |
0,11 |
0,13 |
0,15 |
0,18 |
0,17 |
0,17 |
0,18 |
0,19 |
| Punto de fusión °C (°F) |
1500 (2732) |
| Temperatura máxima de funcionamiento continuo en aire °C (°F) |
1250 (2282) |
| Propiedades magnéticas |
El material es magnético hasta aproximadamente los 600 °C (1112 °F) (punto de Curie). |
| Emisividad: material completamente oxidado |
0,70 |
Propiedades mecánicas
| Límite elástico |
Resistencia a la tracción |
Alargamiento |
Dureza |
| Rp0,2 |
Rm |
A |
|
| MPa (ksi) |
MPa (ksi) |
% |
Hv |
| 450 (65) |
670 (97) |
27 |
225 |
Observación: Las muestras se toman en dirección longitudinal.
Propiedades mecánicas a temperaturas elevadas
Datos de fluencia de ensayos en tubos en estado de entrega con carga aplicada en la dirección longitudinal. El tamaño de grano medio inicial típico es de 30-50 μm.
Resistencia a la fluencia
| Temperatura °C |
900 |
1000 |
1100 |
1200 |
| Temperatura °F |
1652 |
1832 |
2012 |
2192 |
| MPa |
5,9 |
2,0 |
0,7 |
0,3 |
| psi |
860 |
290 |
100 |
44 |
1 % de alargamiento en 1000 h
Tasa de fluencia secundaria a varios niveles de tensión
| Tasa de fluencia |
Temperatura/Tensión |
| |
900 °C (1652 °F) |
1000 °C (1832 °F) |
1100 °C (2012 °F) |
1200 °C (2192 °F) |
| s-1 |
MPa (psi) |
MPa (psi) |
MPa (psi) |
MPa (psi) |
| 1,0e-10 |
4,0 (580) |
1,5 (220) |
0,9 (130) |
0,7 (100) |
| 1,0e-8 |
6,8 (990) |
3,1 (220) |
1,1 (160) |
0,8 (120) |
| 1,0e-6 |
11,0 (1600) |
6,7 (450) |
3,1 (450) |
1,9 (280) |
| 1,0e-4 |
20,0 (2900) |
13,0 (1900) |
11,0 (1600) |
6,0 (870) |
Resistencia a la rotura por fluencia
| Tiempo |
Temperatura/Tensión |
| |
900 °C (1652 °F) |
1000 °C (1832 °F) |
1100 °C (2012 °F) |
1200 °C (2192 °F) |
| h |
MPa (psi) |
MPa (psi) |
MPa (psi) |
MPa (psi) |
| 100 |
10,0 (1500) |
5,2 (750) |
3,0 (440) |
2,0 (290) |
| 1000 |
7,0 (1000) |
3,4 (490) |
1,7 (250) |
1,0 (150) |
| 10 000 |
4,5 (650) |
2,1 (300) |
0,9 (130) |
0,5 (73) |
Longitud máxima recomendada sin soporte para tubo Kanthal APM
| |
Distancia entre soportes m (in) |
| |
Ø de tubo en mm (Ø de tubo en in) |
Ø de tubo en mm (Ø de tubo en in) |
Ø de tubo en mm (Ø de tubo en in) |
Ø de tubo en mm (Ø de tubo en in) |
Ø de tubo en mm (Ø de tubo en in) |
Ø de tubo en mm (Ø de tubo en in) |
| |
100/90 (3,94/3,54) |
128/117 (5,04/4,61) |
146/134 (7,75/5,28) |
154/142 (6,06/5,59) |
178/162 (7,01/6,38) |
198/182 (7,80/7,17) |
| 800 |
2,2 (86,6) |
2,5 (98,4) |
2,5 (98,4) |
2,5 (98,4) |
2,5 (98,4) |
2,5 (98,4) |
| 900 |
2,2 (86,6) |
2,3 (90,6) |
2,5 (98,4) |
2,5 (98,4) |
2,5 (98,4) |
2,5 (98,4) |
| 1000 |
2,0 (78,7) |
2,2 (86,6) |
2,5 (98,4) |
2,5 (98,4) |
2,5 (98,4) |
2,5 (98,4) |
| 1100 |
1,5 (59,1) |
1,8 (70,9) |
2,2 (86,6) |
2,2 (86,6) |
2,3 (90,6) |
2,3 (90,6) |
| 1200 |
1,2 (47,2) |
1,4 (55,1) |
1,5 (59,1) |
1,5 (59,1) |
1,6 (63,0) |
1,7 (66,9) |
Si el Kanthal APM está equipado con elementos de resistencia eléctrica, la distancia entre los soportes debe acortarse.
Soldadura
Soldar un tubo Kanthal APM a NiCr(Fe)
- Caliente previamente el tubo a aproximadamente 200-300 °C (392-572 °F).
- Realice una soldadura TIG.
- Utilice material de 25Cr/20Ni bajo en carbono y bajo contenido de silicio como material de relleno. (Como alternativa se puede utilizar Nikrothal 40B: un material con bajo contenido de silicio).
- Alivie la tensión del componente soldado a aproximadamente 700 °C (1292 °F) durante una (1) hora y, a continuación, déjelo enfriar en el horno para obtener un mínimo de tensiones en los productos soldados.
Observación: El alivio de tensión no es absolutamente necesario si la manipulación y la instalación se realizan con cuidado.
Soldar un tubo Kanthal APM a la placa inferior Kanthal APM
- Caliente el tubo y la placa inferior a 300-500 °C (572-932 °F) con un soplete de gas o en un horno.
- Realice la soldadura mientras el tubo y la placa inferior aún estén calientes. Termine la soldadura antes de que la temperatura caiga por debajo de aproximadamente los 200 °C (392 °F).
- Suelde por puntos la placa inferior al tubo.
- Suelde la placa inferior al tubo hasta que la unión quede completamente rellena de material (3-4 pasadas). Utilice un equipo de soldadura TIG y alambre Kanthal A-1, Ø1-3 mm, como material de relleno.
- Coloque el tubo soldado en un horno para aliviar la tensión. Esto debe hacerse antes de que la temperatura del material caiga por debajo de aproximadamente los 150 °C (302 °F). Suba la temperatura a 900-1000 °C (1652-1832 °F) y mantenga esta temperatura durante dos (2) horas.
Soldar un tubo Kanthal APM a aceros dulces
- Realice una soldadura TIG.
- Utilice el mismo tipo de material para el relleno, es decir, algún tipo de acero dulce.
- Alivie la tensión del componente soldado a aproximadamente 700 °C (1292 °F) durante una (1) hora y, a continuación, déjelo enfriar en el horno para obtener un mínimo de tensiones en los productos soldados.
Observación: El alivio de tensión no es absolutamente necesario si la manipulación y la instalación se realizan con cuidado.
