Kanthal® APM é uma avançada liga ferrítica de ferro-cromo-alumínio (liga de FeCrAl), reforçada contra dispersão, obtida através do processo de metalurgia do pó, para uso em temperaturas do tubo de até 1.250 °C (2.280 °F).
Os tubos de Kanthal® APM apresentam boa estabilidade estrutural em alta temperatura. Kanthal APM forma um óxido superficial não oxidante excelente que oferece boa proteção na maioria dos ambientes do forno, isto é, oxidante, sulfuroso e de cementação, bem como contra depósitos de carbono, cinzas, etc. A combinação de propriedades de oxidação e estabilidade estrutural excelentes tornam a liga única.
Aplicações típicas para Kanthal® APM incluem tubos radiantes em fornos elétricos ou a gás como fornos de galvanização contínua, fornos de têmpera de vedação, fornos de espera e fornos de dosagem nas indústrias de chumbo, zinco e alumínio, tubos de proteção de termopares, abafadores de forno para aplicações de sinterização.
Composição química
|
C % |
Si % |
Mn % |
Cr % |
Al % |
Fe % |
| Composição nominal |
|
|
|
|
5,8 |
Bal. |
| Mín. |
- |
- |
- |
20,5 |
- |
|
| Máx. |
0,08 |
0,7 |
0,4 |
23,5 |
- |
|
Propriedades físicas
| Densidade g/cm3 (lb/pol3) |
7,10 (0,257) |
| Resistividade elétrica a 20 °C Ω mm2/m (Ω circ. mil/pé) |
1,45 (872) |
| Coeficiente de Poisson |
0,30 |
Módulo de Young
| Temperatura °C |
20 |
100 |
200 |
400 |
600 |
800 |
1.000 |
| Temperatura °F |
68 |
212 |
392 |
752 |
1.112 |
1.472 |
1.832 |
| GPa |
220 |
210 |
205 |
190 |
170 |
150 |
130 |
| Msi |
32 |
30 |
30 |
28 |
25 |
22 |
19 |
Fator de temperatura da resistividade
| Temp. °C |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
1.000 |
1.100 |
1.200 |
1.300 |
1.400 |
| Temp. °F |
212 |
392 |
572 |
752 |
932 |
1.112 |
1.292 |
1.472 |
1.652 |
1.832 |
2.012 |
2.192 |
2.372 |
2.552 |
| 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 expansão térmica
| Temperatura °C (°F) |
Expansão térmica x 10-6/K (10-6 /°F) |
| 20–250 (68–482) |
11 (6,1) |
| 20–500 (68–932) |
12 (6,7) |
| 20–750 (68–1.382) |
14 (7,8) |
| 20–1.000 (68–1.832) |
15 (8,3) |
| 20 - 1.200 (68-2.192) |
16 (8,9) |
| 20 - 1.400 (68-2.552) |
16 (8,9) |
Condutividade térmica
| Temperatura °C |
50 |
600 |
800 |
1.000 |
1.200 |
1.400 |
| Temperatura °F |
122 |
1.112 |
1.472 |
1.832 |
2.192 |
2.552 |
| W m-1 K-1 |
11 |
20 |
22 |
26 |
27 |
35 |
| Btu h-1pé-1°F-1 |
6,4 |
11,6 |
12,7 |
15 |
15,6 |
20,2 |
Capacidade de calor específico
| Temperatura °C |
20 |
200 |
400 |
600 |
800 |
1.000 |
1.200 |
1.400 |
| Temperatura °F |
68 |
392 |
752 |
1.112 |
1.472 |
1.832 |
2.192 |
2.552 |
| 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 |
| Ponto de fusão °C (°F) |
1.500 (2.732) |
| Máx. temperatura de operação contínua no ar °C (°F) |
1.250 (2.282) |
| Propriedades magnéticas |
O material é magnético até aproximadamente 600 °C (1.112 °F) (o ponto de Curie). |
| Emissividade – material totalmente oxidado |
0,70 |
Propriedades mecânicas
| Tensão de ruptura |
Resistência à tração |
Alongamento |
Dureza |
| Rp0,2 |
Rm |
A |
|
| MPa (ksi) |
MPa (ksi) |
% |
Hv |
| 450 (65) |
670 (97) |
27 |
225 |
Comentário: As amostras são obtidas na direção longitudinal.
Propriedades mecânicas em temperatura elevada
Dados de deformação dos testes em tubo no estado de entrega com carga aplicada na direção longitudinal. O tamanho médio de grão inicial típico é de 30–50 μm.
Resistência à deformação
| Temperatura °C |
900 |
1.000 |
1.100 |
1.200 |
| Temperatura °F |
1.652 |
1.832 |
2.012 |
2.192 |
| MPa |
5,9 |
2.0 |
0,7 |
0,3 |
| psi |
860 |
290 |
100 |
44 |
Alongamento de 1% em 1.000 h
Taxa de deformação secundária em vários níveis de tensão
| Taxa de deformação |
Temperatura / tensão |
| |
900 °C (1.652 °F) |
1.000 °C (1.832 °F) |
1.100 °C (2.012 °F) |
1.200 °C (2.192 °F) |
| s-1 |
MPa (psi) |
MPa (psi) |
MPa (psi) |
MPa (psi) |
| 1e-10 |
4,0 (580) |
1,5 (220) |
0,9 (130) |
0,7 (100) |
| 1e-8 |
6,8 (990) |
3,1 (220) |
1,1 (160) |
0,8 (120) |
| 1e-6 |
11,0 (1.600) |
6,7 (450) |
3,1 (450) |
1,9 (280) |
| 1e-4 |
20,0 (2.900) |
13,0 (1.900) |
11,0 (1.600) |
6,0 (870) |
Resistência à deformação de ruptura
| Tempo |
Temperatura / tensão |
| |
900 °C (1.652 °F) |
1.000 °C (1.832 °F) |
1.100 °C (2.012 °F) |
1.200 °C (2.192 °F) |
| h |
MPa (psi) |
MPa (psi) |
MPa (psi) |
MPa (psi) |
| 100 |
10,0 (1.500) |
5,2 (750) |
3,0 (440) |
2,0 (290) |
| 1.000 |
7,0 (1.000) |
3,4 (490) |
1,7 (250) |
1,0 (150) |
| 10.000 |
4,5 (650) |
2,1 (300) |
0,9 (130) |
0,5 (73) |
Máximo comprimento não apoiado recomendado para tubo de Kanthal APM
| |
Distância entre os suportes m (pol.) |
| |
Tubo Ø mm (Tubo Ø pol.) |
Tubo Ø mm (Tubo Ø pol.) |
Tubo Ø mm (Tubo Ø pol.) |
Tubo Ø mm (Tubo Ø pol.) |
Tubo Ø mm (Tubo Ø pol.) |
Tubo Ø mm (Tubo Ø pol.) |
| |
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) |
| 1.000 |
2,0 (78,7) |
2,2 (86,6) |
2,5 (98,4) |
2,5 (98,4) |
2,5 (98,4) |
2,5 (98,4) |
| 1.100 |
1,5 (59,1) |
1,8 (70,9) |
2,2 (86,6) |
2,2 (86,6) |
2,3 (90,6) |
2,3 (90,6) |
| 1.200 |
1,2 (47,2) |
1,4 (55,1) |
1,5 (59,1) |
1,5 (59,1) |
1,6 (63,0) |
1,7 (66,9) |
Se a Kanthal APM estiver equipada com elementos de resistência elétrica, a distância entre os suportes deverá ser encurtada.
Soldagem
Soldagem de tubo de Kanthal APM à NiCr(Fe)
- Pré-aqueça o tubo até aproximadamente 200–300 °C (392-572 °F).
- Use soldagem TIG.
- Use material de baixo silício e baixo carbono 25Cr/20Ni como material de enchimento. (Como alternativa, Nikrothal 40B – material de baixo silício pode ser usado).
- Alivie as tensões do componente soldado a aproximadamente 700 °C (1.292 °F) durante uma (1) hora, seguido pelo resfriamento lento no forno para obter um mínimo de tensões nos produtos soldados.
Comentário: A execução do alívio de tensões não é totalmente necessária se o manuseio e a instalação forem feitos com cuidado.
Soldagem de tubo de Kanthal APM à sola de Kanthal APM
- Aqueça o tubo e a placa inferior até 300–500 °C (572-932 °F) usando um maçarico a gás ou em um forno.
- Realize a soldagem enquanto o tubo e a placa inferior ainda estiverem quentes. Finalize a soldagem antes que a temperatura caia abaixo de 200 °C (392 °F).
- Solde por pontos a placa inferior ao tubo.
- Solde a placa inferior ao tubo até que a abertura esteja completamente preenchida com material (3–4 passagens). Utilize equipamento de soldagem TIG e fio Kanthal A-1, Ø 1–3 mm, como material de enchimento.
- Coloque o tubo soldado em um forno para o alívio de tensões. Isso deve ser feito antes que a temperatura do material caia abaixo de aproximadamente 150 °C (302 °F). Aumente a temperatura para 900–1.000 °C (1.652-1.832 °F) e mantenha esta temperatura durante duas (2) horas.
Soldagem de tubo de Kanthal APM a aços doces
- Use soldagem TIG
- Use o mesmo tipo de material de enchimento, isto é, tipo de aço maleável.
- Alivie as tensões do componente soldado a aproximadamente 700 °C (1.292 °F) durante uma (1) hora, seguido pelo resfriamento lento no forno para obter um mínimo de tensões nos produtos soldados.
Comentário: A execução do alívio de tensões não é totalmente necessária se o manuseio e a instalação forem feitos com cuidado.
