Нержавеющая сталь удельное электрическое сопротивление

Автор: | 12.03.2024

Данный раздел сайта содержит сведения о классификации, назначении, заменителях, химическом составе, механических, физических, технологических и литейных свойствах нержавеющих сталей и сплавов.

Для этих материалов приведена информация о химическом составе, назначении, заменителях, температуре критических точек, а также данные о следующих свойствах материалов:

  • Механические свойства стали и сплавов
    (приводятся в зависимости от режима термообработки, сортамента, размеров и т.д.)
  • Твердость по Бринеллю;
  • Предел кратковременной прочности;
  • Предел пропорциональности;
  • Относительное удлинение при разрыве;
  • Относительное уменьшение поперечного размера образца;
  • Ударная вязкость.
  • Физические свойства материалов
    (приводятся в зависимости от температуры испытаний):
    • Модуль упругости первого рода;
    • Коэффициент температурного (линейного) расширения;
    • Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала);
    • Удельный вес материала;
    • Удельная теплоемкость материала;
    • Удельное электрическое сопротивление.
    • Технологические свойства:
      • Характеристики свариваемости;
      • Флокеночувствительность;
      • Склонность к отпускной хрупкости.
      • Также для некоторых материалов приведены данные о коэффициенте трения, литейно-технологических и магнитных свойствах.

        Справочная информация

        Маркировка сталей

        В России и в странах СНГ принята разработанная раннее в СССР буквенно-цифровая система обозначения марок сталей и сплавов, где согласно ГОСТу, буквами условно обозначаются названия элементов и способов выплавки стали, а цифрами — содержание элементов.

        Обозначения элементов

        Общими для всех обозначениями являются буквенные обозначения легирующих элементов: Н — никель, Х — хром, К — кобальт, М — молибден, В — вольфрам, Т — титан, Д — медь, Г — марганец, С — кремний.

        Нержавеющие стали

        Стали нержавеющие стандартные, согласно ГОСТ 5632-72, маркируют буквами и цифрами — цифры после каждой буквы обозначают примерное содержание соответствующего элемента.

        Читайте также  Кронштейны для подоконников пвх

        Нержавеющие стали опытных партий

        обозначают буквами — индексами завода производителя и порядковыми номерами. Буквы ЭИ, ЭП, или ЭК присваивают сталям, впервые выплавленным заводом "Электросталь", ЧС — сталям выплавки Челябинского завода "Мечел", ДИ — сталям выплавки завода "Днепроспецсталь"

        Сопротивление изделий при контактной сварке зависит от материала этих изделий и температуры нагрева их. Сопротивление может быть определено исходя из следующих условий: а) расстояния между токоподводящими поверхностями; б) сечения в месте сварки; в) температуры нагрева.

        Сопротивление изделия или его участка, включенного в электрическую цепь контактной машины, определяется по уравнению:

        welding1 45 Домострой

        где R — сопротивление изделия (или участка) в ом; р — удельное сопротивление в ом*см (табл. 79); L — длина изделия (или участка) в см; F — площадь сечения в см 2 .

        В табл. 79 даны значения удельного сопротивления различных металлов. Удельное сопротивление металла оказывает существенное влияние на нагрев при контактной сварке. С уменьшением удельного сопротивления требуется больший ток, а следовательно, и более мощная машина. На удельное сопротивление в основном влияет состав металла и температура его нагрева. При нагреве чистых металлов удельное сопротивление возрастает и может быть определено по уравнению:

        welding1 46 Домострой

        где pt — удельное сопротивление при температуре t°С; РО — удельное сопротивление при 0°С; а — температурный коэффициент электрического сопротивления; Т — температура металла.

        Таблица 79. Удельное сопротивление различных металлов.

        Удельное сопротивление R × 10 —в омсм* при 20°С

        Udelnoe elektricheskoe soprotivlenie stali zavisimost ot temperatury Домострой

        Представлены таблицы значений удельного электрического сопротивления сталей различных типов и марок в зависимости от температуры — в диапазоне от 0 до 1350°С.

        В общем случае, удельное сопротивление определяется только составом вещества и его температурой, оно численно равно полному сопротивлению изотропного проводника, имеющего длину 1 м и площадь поперечного сечения 1 м 2 .

        Удельное электрическое сопротивление стали существенно зависит от состава и температуры. При повышении температуры этого металла увеличивается частота и амплитуда колебаний атомов кристаллической решетки, что создает дополнительное сопротивление прохождению электрического тока через толщу сплава. Поэтому, с ростом температуры сопротивление стали увеличивается.

        Изменение состава стали и процента содержания в ней легирующих добавок значительно сказывается на величине электросопротивления. Например, углеродистые и низколегированные стали в несколько раз лучше проводят электрический ток, чем высоколегированные и жаропрочные, которые имеют высокое содержание никеля и хрома.

        Углеродистые стали

        Углеродистые стали при комнатной температуре, как уже было сказано, имеют низкое удельное электросопротивление за счет высокого содержания железа. При 20°С значение их удельного сопротивления находится в диапазоне от 13·10 -8 (для стали 08КП) до 20·10 -8 Ом·м (для У12).

        При нагревании до температур более 1000°С способность углеродистых сталей проводить электрический ток сильно снижается. Величина сопротивления возрастает на порядок и может достигать значения 130·10 -8 Ом·м.

        Удельное электрическое сопротивление углеродистых сталей ρэ·10 8 , Ом·м

        Температура, °С Сталь 08КП Сталь 08 Сталь 20 Сталь 40 Сталь У8 Сталь У12
        0 12 13,2 15,9 16 17 18,4
        20 13 14,2 16,9 17,1 18 19,6
        50 14,7 15,9 18,7 18,9 19,8 21,6
        100 17,8 19 21,9 22,1 23,2 25,2
        150 21,3 22,4 25,4 25,7 26,8 29
        200 25,2 26,3 29,2 29,6 30,8 33,3
        250 29,5 30,5 33,4 33,9 35,1 37,9
        300 34,1 35,2 38,1 38,7 39,8 43
        350 39,3 40,2 43,2 43,8 45 48,3
        400 44,8 45,8 48,7 49,3 50,5 54
        450 50,9 51,8 54,6 55,3 56,5 60
        500 57,5 58,4 60,1 61,9 62,8 66,5
        550 64,8 65,7 68,2 68,9 69,9 73,4
        600 72,5 73,4 75,8 76,6 77,2 80,2
        650 80,7 81,6 83,7 84,4 85,2 87,8
        700 89,8 90,5 92,5 93,2 93,5 96,4
        750 100,3 101,1 105 107,9 110,5 113
        800 107,3 108,1 109,4 111,1 112,9 115
        850 110,4 111,1 111,8 113,1 114,8 117,6
        900 112,4 113 113,6 114,9 116,4 119,6
        950 114,2 114,8 115,2 116,6 117,8 121,2
        1000 116 116,5 116,7 117,9 119,1 122,6
        1050 117,5 117,9 118,1 119,3 120,4 123,8
        1100 118,9 119,3 119,4 120,7 121,4 124,9
        1150 120,3 120,7 120,7 122 122,3 126
        1200 121,7 122 121,9 123 123,1 127,1
        1250 123 123,3 122,9 124 123,8 128,2
        1300 124,1 124,4 123,9 124,6 128,7
        1350 125,2 125,3 125,1 125 129,5

        Низколегированные стали

        Низколегированные стали способны чуть более сильно сопротивляться прохождению электричества, чем углеродистые. Их удельное электросопротивление составляет (20…43)·10 -8 Ом·м при комнатной температуре.

        Следует отметить марки стали этого типа, которые наиболее плохо проводят электрический ток — это 18Х2Н4ВА и 50С2Г. Однако при высоких температурах, способность проводить электрический ток у сталей, приведенных в таблице, практически не различается.

        Удельное электрическое сопротивление низколегированных сталей ρэ·10 8 , Ом·м

        Марка стали 20 100 300 500 700 900 1100 1300
        15ХФ 28,1 42,1 60,6 83,3
        30Х 21 25,9 41,7 63,6 93,4 114,5 120,5 125,1
        12ХН2 33 36 52 67 112
        12ХН3 29,6 67 116
        20ХН3 24 29 46 66 123
        30ХН3 26,8 31,7 46,9 68,1 98,1 114,8 120,1 124,6
        20ХН4Ф 36 41 56 72 102 118
        18Х2Н4ВА 41 44 58 73 97 115
        30Г2 20,8 25,9 42,1 64,5 94,6 114,3 120,2 125
        12МХ 24,6 27,4 40,6 59,8
        40Х3М 33,1 48,2 69,5 96,2
        20Х3ФВМ 39,8 54,4 74,3 98,2
        50С2Г 42,9 47 60,1 78,8 105,7 119,7 124,9 128,9
        30Н3 27,1 32 47 67,9 99,2 114,9 120,4 124,8

        Высоколегированные стали

        Высоколегированные стали имеют удельное электрическое сопротивление в несколько раз выше чем углеродистые и низколегированные. По данным таблицы видно, что при температуре 20°С его величина составляет (30…86)·10 -8 Ом·м.

        При температуре 1300°С сопротивление высоко- и низко- легированных сталей становится почти одинаковым и не превышает 131·10 -8 Ом·м.

        Удельное электрическое сопротивление высоколегированных сталей ρэ·10 8 , Ом·м

        Марка стали 20 100 300 500 700 900 1100 1300
        Г13 68,3 75,6 93,1 95,2 114,7 123,8 127 130,8
        Г20Х12Ф 72,3 79,2 91,2 101,5 109,2
        Г21Х15Т 82,4 95,6 104,5 112 119,2
        Х13Н13К10 90 100,8 109,6 115,4 119,6
        Х19Н10К47 90,5 98,6 105,2 110,8
        Р18 41,9 47,2 62,7 81,5 103,7 117,3 123,6 128,1
        ЭХ12 31 36 53 75 97 119
        40Х10С2М (ЭИ107) 86 91 101 112 122

        Хромистые нержавеющие стали

        Хромистые нержавеющие стали имеют высокую концентрацию атомов хрома, что увеличивает их удельное сопротивление — электропроводность такой нержавеющей стали не высока. При обычных температурах ее сопротивление составляет (50…60)·10 -8 Ом·м.

        Удельное электрическое сопротивление хромистых нержавеющих сталей ρэ·10 8 , Ом·м

        Марка стали 20 100 300 500 700 900 1100 1300
        Х13 50,6 58,4 76,9 93,8 110,3 115 119 125,3
        2Х13 58,8 65,3 80 95,2 110,2
        3Х13 52,2 59,5 76,9 93,5 109,9 114,6 120,9 125
        4Х13 59,1 64,6 78,8 94 108

        Хромоникелевые аустенитные стали

        Хромоникелевые аустенитные стали также являются нержавеющими, но за счет добавки никеля имеют удельное сопротивление почти в полтора раза выше, чем у хромистых — оно достигает величины (70…90)·10 -8 Ом·м.

        Удельное электрическое сопротивление хромоникелевых нержавеющих сталей ρэ·10 8 , Ом·м

        Марка стали 20 100 300 500 700 900 1100
        12Х18Н9 74,3 89,1 100,1 109,4 114
        12Х18Н9Т 72,3 79,2 91,2 101,5 109,2
        17Х18Н9 72 73,5 92,5 103 111,5 118,5
        Х18Н11Б 84,6 97,6 107,8 115
        Х18Н9В 71 77,6 91,6 102,6 111,1 117,1 122
        4Х14НВ2М (ЭИ69) 81,5 87,5 100 110 117,5
        1Х14Н14В2М (ЭИ257) 82,4 95,6 104,5 112 119,2
        1х14Н18М3Т 89 100 107,5 115
        36Х18Н25С2 (ЭЯ3С) 98,5 105,5 110 117,5
        Х13Н25М2В2 103 112,1 118,1 121
        Х7Н25 (ЭИ25) 109 115 121 127
        Х2Н35 (ЭИ36) 87,5 92,5 103 110 116 120,5
        Н28 84,2 89,1 99,6 107,7 114,2 118,4 122,5

        Жаропрочные и жаростойкие стали

        По своим электропроводящим свойствам жаропрочные и жаростойкие стали близки к хромоникелевым. Высокое содержание в этих сплавах хрома и никеля не позволяет им проводить электрический ток, подобно обычным углеродистым с высокой концентрацией железа.

        Значительное удельное электросопротивление и высокая рабочая температура таких сталей делают возможным их применение в качестве рабочих элементов электрических нагревателей. В частности, сталь 20Х23Н18 по своему сопротивлению и жаростойкости в некоторых случаях способна заменить такой популярный сплав для нагревателей, как нихром Х20Н80.

        Добавить комментарий

        Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *