Kanthal® APM

TuboScheda tecnica

Scheda tecnica aggiornata 2021-09-30 11:11 (sostituisce tutte le edizioni precedenti)

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Dichiarazione di non responsabilità: le raccomandazioni sono solo indicative e l'idoneità di un materiale per un'applicazione specifica può essere confermata solo quando si conoscono le effettive condizioni di servizio. Lo sviluppo continuo può richiedere modifiche ai dati tecnici senza preavviso. Questa scheda tecnica è valida solo per i materiali con il marchio Kanthal^®.

Kanthal^® APM è una lega ferritica di ferro-cromo-alluminio avanzata con metallurgia delle polveri, rinforzata con dispersione (lega FeCrAl) per impieghi con temperature del tubo fino a 1250 °C.

I tubi realizzati con Kanthal^® APM hanno una buona stabilità di forma alle alte temperature. Kanthal APM forma un eccellente ossido superficiale senza formazione di scaglie, che offre una buona protezione nella maggior parte degli ambienti di lavoro nei forni, ad esempio: atmosfere ossidanti, solpidanti e di cementazione, oltre a una buona protezione contro i depositi di carbonio, cenere, etc. La combinazione di eccellenti proprietà di ossidazione e stabilità di forma rende la lega unica.

Applicazioni tipiche per Kanthal^® APM sono: tubi radianti per forni a riscaldo elettrico o a gas come forni di zincatura continua, forni di trattamento termico, forni di mantenimento e forni di dosaggio nell'industria dell'alluminio, dello zinco, del piombo, tubi di protezione per termocoppie, muffole per forni di sinterizzazione.

Composizione chimica

	C %	Si %	Mn %	Cr %	Al %	Fe %
Composizione nominale					5,8	Bal.
Min	-	-	-	20,5	-
Max	0,08	0,7	0,4	23,5	-

Proprietà fisiche

Densità g/cm³	7,10
Resistività elettrica a 20 °C Ω mm²/m	1,45
Coefficiente di Poisson	0,30

Modulo di 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

Coefficiente di temperatura della resistenza
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

Coefficiente di espansione termica
Temperatura °C	Espansione termica x 10^-6/K
20 - 250	11
20 - 500	12
20 - 750	14
20 - 1000	15
20 - 1200	16
20 - 1400	16

Conducibilità termica
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^-1 ft^-1 °F^-1	6,4	11,6	12,7	15,0	15,6	20,2

Capacità termica specifica
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 di fusione °C	1500
Temperatura massima di esercizio in continuo in aria °C	1250
Proprietà magnetiche	Il materiale è magnetico fino a circa 600 °C(punto di Curie).
Emissività - materiale completamente ossidato	0,70

Proprietà meccaniche

Resistenza allo snervamento	Resistenza alla trazione	Allungamento	Durezza
R_p0.2	R_m	A
MPa	MPa	%	Hv
450	670	27	225

Nota: i campioni vengono prelevati longitudinalmente.

Proprietà meccaniche ad alte temperature

Dati ricavati dalla deformazione di un tubo allo stato di fornitura con carico applicato in direzione longitudinale. La dimensione media iniziale tipica della grana è 30-50μm.

Valore di scorrimento viscoso a caldo
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% di allungamento dopo 1000 h

Tasso di scorrimento viscoso secondario a vari valoridi sollecitazione
Tasso di deformazione	Temperatura/sollecitazione
	900 °C	1000 °C	1100 °C	1200 °C
s-1	MPa	MPa	MPa	MPa
1.0e-10	4,0	1,5	0,9		0,7
1.0e-8	6,8	3,1	1,1		0,8
1.0e-6	11,0	6,7	3,1		1,9
1.0e-4	20,0	13,0	11,0		6,0

Punto di rottura allo scorrimento viscosa
Tempo	Temperatura/sollecitazione
	900 °C	1000 °C	1100 °C	1200 °C
h	MPa	MPa	MPa	MPa
100	10,0	5,2	3,0		2,0
1000	7,0	3,4	1,7		1,0
10000	4,5	2,1	0,9		0,5

Lunghezza massima non supportata consigliata per il tubo Kanthal APM
	Distanza tra i supporti in m
	Ø tubo in mm	Ø tubo in mm	Ø tubo in mm	Ø tubo in mm	Ø tubo in mm	Ø tubo in mm
	100/90	128/117	146/134	154/142	178/162	198/182
800	2,2	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5
900	2,2	2,3	2,5	2,5	2,5	2,5
1000	2,0	2,2	2,5	2,5	2,5	2,5
1100	1,5	1,8	2,2	2,2	2,3	2,3
1200	1,2	1,4	1,5	1,5	1,6	1,7

Se il tubo Kanthal APM è completo di resistenza elettrica, la distanza tra i supporti deve essere ridotta.

Saldatura

Saldatura del tubo Kanthal APM a NiCr (Fe)

Preriscaldare il tubo a circa 200-300°C.
Usare la saldatura TIG.
Utilizzare materiale a basso contenuto di silicio e carbonio 25Cr/20Ni come materiale di riempimento. (In alternativa è possibile utilizzare Nikrothal 40B - materiale a basso contenuto di silicio).
Per ridurre al minimo le tensioni nei prodotti occorre rinvenire il componente saldato a circa 700 °C per una (1) ora, seguito da un lento raffreddamento nel forno

Nota: Il rinvenimento non è assolutamente necessario se la movimentazione e l'installazione vengono eseguite con cura.

Saldatura del tubo Kanthal APM al fondello Kanthal APM

Riscaldare il tubo e il fondello a 300-500°C usando un cannello a gas o inserendolo in un forno.
Eseguire la saldatura mentre il tubo ed il fondello sono ancora caldi. Terminare la saldatura prima che la temperatura scenda al di sotto di circa 200 °C.
Fissare il fondello al tubo con saldatura a punti.
Finire la saldatura tra fondello al tubo riempiendo completamente lo spazio con il materiale d'apporto (3-4 passate). Utilizzare l'attrezzatura per la saldatura TIG e il filo Kanthal A-1, Ø 1-3 mm, come materiale d'apporto.
Mettere il tubo saldato in un forno per un trattamento di distensione. Questa operazione deve essere eseguita prima che la temperatura del materiale scenda al di sotto di circa 150 °C. Aumentare la temperatura a 900-1000 °C e mantenere questa temperatura per due (2) ore.

Saldatura di tubi Kanthal APM su acciai dolci

Usare la saldatura TIG
Utilizzare lo stesso tipo di materiale d'apporto, ovvero il tipo di acciaio dolce.
Per ridurre al minimo le tensioni nei prodotti saldati, rinvenire le parti a circa 700 °C per una (1) ora, seguito da un lento raffreddamento nel forno