Kanthal® APM — это передовой металлокерамический дисперсионно-упрочненный ферритный железо-хром-алюминиевый сплав (сплав FeCrAl) для использования при температуре труб до 1250 °C (2280 °F).
Трубы Kanthal® APM обладают хорошей устойчивостью формы при высокой температуре. Kanthal APM формирует превосходный поверхностный оксид, не образующий твердые отложения, который обеспечивает хорошую защиту в большинстве сред печей, например в окислительной, серосодержащей и цементационной, а также от нагара, золы и т. д. Комбинация отличных окислительных свойств и устойчивости формы делает этот сплав уникальным.
Kanthal® APM обычно используется в качестве радиационных труб в электрических или газовых печах, таких как печи непрерывного цинкования, герметичных закалочных печах, печах для выдержки и печах-дозаторах в алюминиевой, цинковой или свинцовой промышленности, защитных чехлах термопар, муфелях печей для спекания.
Механические свойства
| Предел текучести | Предел прочности на разрыв | Удлинение при разрыве | Твердость |
|---|---|---|---|
| Rp0,2 | Rm | A | |
| МПа (ksi) | МПа (ksi) | % | Hv |
| 450 (65) | 670 (97) | 27 | 225 |
Примечание. Образцы отбираются в продольном направлении.
Механические свойства при повышенной температуре
Данные о ползучести получены при испытаниях трубы в состоянии поставки с нагрузкой, приложенной в продольном направлении. Типичный начальный средний размер зерна составляет 30–50 мкм.
| Температура, °C | 900 | 1000 | 1100 | 1200 |
|---|---|---|---|---|
| Температура, °F | 1652 | 1832 | 2012 | 2192 |
| МПа | 5,9 | 2,0 | 0,7 | 0,3 |
| psi | 860 | 290 | 100 | 44 |
1 % удлинения за 1000 ч
| Скорость ползучести | Температура/напряжение | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 900 °C (1652 °F) | 1000 °C (1832 °F) | 1100 °C (2012 °F) | 1200 °C (2192 °F) | |||||
| s-1 | МПа (psi) | МПа (psi) | МПа (psi) | МПа (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) | ||||
| Время | Температура/напряжение | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 900 °C (1652 °F) | 1000 °C (1832 °F) | 1100 °C (2012 °F) | 1200 °C (2192 °F) | |||||
| ч | МПа (psi) | МПа (psi) | МПа (psi) | МПа (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) | ||||
| Расстояние между опорами, м (дюймы) | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Ø трубы, мм (Ø трубы, дюймы) | Ø трубы, мм (Ø трубы, дюймы) | Ø трубы, мм (Ø трубы, дюймы) | Ø трубы, мм (Ø трубы, дюймы) | Ø трубы, мм (Ø трубы, дюймы) | Ø трубы, мм (Ø трубы, дюймы) | |
| 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) |
Если Kanthal APM содержит элементы электрического сопротивления, расстояние между опорами необходимо сократить.
Сварка
Сварка трубы Kanthal APM с NiCr(Fe)
- Предварительно нагрейте трубу примерно до 200–300 °C (392–572 °F).
- Используйте сварку TIG.
- В качестве наполнителя используйте низкоуглеродистый материал с низким содержанием кремния 25Cr/20Ni. (В качестве альтернативы можно использовать материал с низким содержанием кремния Nikrothal 40B.)
- Снимите напряжения со сварного компонента при температуре приблизительно 700 °C (1292 °F) в течение одного (1) часа с последующим медленным охлаждением в печи для получения минимальных напряжений в сварных изделиях.
Примечание. Выполнять снятие напряжений не обязательно при осторожном обращении и установке.
Сварка трубы Kanthal APM с нижней пластиной Kanthal APM
- Нагрейте трубу и нижнюю пластину до температуры 300–500 °C (572–932 °F) с помощью газовой горелки или в печи.
- Выполняйте сварку, пока труба и нижняя пластина еще горячие. Завершите сварку до того, как температура упадет ниже приблизительно 200 °C (392 °F).
- Приварите нижнюю пластину к трубе методом точечной сварки.
- Приварите нижнюю пластину к трубе до полного заполнения зазора материалом (3–4 прохода). Используйте сварочное оборудование TIG и проволоку Kanthal A-1 диаметром 1–3 мм в качестве наполнителя.
- Поместите сварную трубу в печь для снятия напряжений. Это необходимо сделать до того, как температура материала упадет ниже приблизительно 150 °C (302 °F). Поднимите температуру до 900–1000 °C (1652–1832 °F) и поддерживайте эту температуру в течение двух (2) часов.
Сварка трубы Kanthal APM с низкоуглеродистой сталью
- Используйте сварку TIG.
- Используйте наполнитель того же типа, то есть типа низкоуглеродистой стали.
- Снимите напряжения со сварного компонента при температуре приблизительно 700 °C (1292 °F) в течение одного (1) часа с последующим медленным охлаждением в печи для получения минимальных напряжений в сварных изделиях.
Примечание. Выполнять снятие напряжений не обязательно при осторожном обращении и установке.
Физические свойства
| Плотность г/см3 (фунт/дюйм3) | 7,10 (0,257) |
|---|---|
| Удельное электрическое сопротивление при 20 °C, Ом мм2/м (Ом круг. мил/фут) | 1,45 (872) |
| Коэффициент Пуассона | 0,30 |
| Температура, °C | 20 | 100 | 200 | 400 | 600 | 800 | 1000 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Температура, °F | 68 | 212 | 392 | 752 | 1112 | 1472 | 1832 |
| ГПа | 220 | 210 | 205 | 190 | 170 | 150 | 130 |
| Msi | 32 | 30 | 30 | 28 | 25 | 22 | 19 |
| Темп., °C | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 | 1100 | 1200 | 1300 | 1400 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Темп., °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 |
| Температура, °C (°F) | Термическое расширение x 10-6/К (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) |
| Температура, °C | 50 | 600 | 800 | 1000 | 1200 | 1400 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Температура, °F | 122 | 1112 | 1472 | 1832 | 2192 | 2552 |
| Вт м-1 К-1 | 11 | 20 | 22 | 26 | 27 | 35 |
| BTU ч-1фут-1°F-1 | 6,4 | 11,6 | 12,7 | 15,0 | 15,6 | 20,2 |
| Температура, °C | 20 | 200 | 400 | 600 | 800 | 1000 | 1200 | 1400 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Температура, °F | 68 | 392 | 752 | 1112 | 1472 | 1832 | 2192 | 2552 |
| кДж кг-1 К-1 | 0,46 | 0,56 | 0,63 | 0,75 | 0,71 | 0,72 | 0,74 | 0,80 |
| BTU фунт-1 °F-1 | 0,11 | 0,13 | 0,15 | 0,18 | 0,17 | 0,17 | 0,18 | 0,19 |
| Температура плавления, °C (°F) | 1500 (2732) |
|---|---|
| Макс. температура при непрерывной эксплуатации в воздушной среде, °C (°F) | 1250 (2282) |
| Магнитные свойства | Материал сохраняет магнитные свойство приблизительно до 600 °C (1112 °F) (точка Кюри). |
| Коэффициент излучения, полностью окисленный материал | 0,70 |
Химический состав
| C % | Si % | Mn % | Cr % | Al % | Fe % | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Номинальный состав | 5,8 | Ост. | ||||
| Мин. | - | - | - | 20,5 | - | |
| Макс. | 0,08 | 0,7 | 0,4 | 23,5 | - |
