Вольфрамо-ренієвий сплав ВР20 і ВР5

Вольфрамо-ренієвий сплав ВР20 і ВР5

ВР5, ВР20

ВР20 і ВР5 – це вольфрамо-ренієвий сплав. У ВР20 містить 20% ренію і 80% вольфраму, а у ВР5 міститься 5% ренію і 95% вольфраму. Сплави випускають у вигляді дроту, і для покращення стабільності роботи термопар сплав ВР5 легують кремнелужними компонентами: KCl 0,1-0,5%, Al2O3 0,1-0,5%, SiO2 0,1-0,5%. Таке з’єднання позначається – ВАР 5/20.

Головні характеристики сплаву визначають реній і вольфрам.

Реній при температурі 3170 ° С – плавиться, а при температурі 5870 ° С – закипає, при цьому він дуже жароміцний, і стійкий до корозії. Вольфрам трошки перевищує реній і є тугоплавким, твердим і важким металом. Він має температуру плавлення 3410 ° С, а кипіти починає при 6690 ° С. Сплави з вольфраму та ренію є одними із найбільш твердих, і тугоплавких серед усіх відомих.

Сплав використовують в якості негативних електродів термопари для максимальної термоелектрорушійної сили. Металургія використовує реній в сплаві не більше 20%, що дає максимальний температурний режим майже до 2500 ° С, при чому використовують вольфрам-ренієві термопари. Сплав дуже стійкий до гелію, водню, сухого азоту, аргону.

Недоліком можна вважати, що реній – дуже рідкісний метал, і це підвищує його вартість, і ціна ВР5/20 сильно перевищує ціни термопар з інших металів. Забороняється використовувати дріт сплаву з різних партій, так як в кожній партії дроту свій показник термоЕРС.

Сплави ВР20  і ВР5 використовують для виготовлення контактних датчиків термопар, які вимірюють найвищі температури, вимірювальних приладів в тих, в яких це можливо зробити, використовуючи для цього термопари. Термопари вимірюють, наприклад температуру розплавленого металу. Вольфрам-ренієва термопара це кращий вимірювач високих температур в агресивному середовищі.
Сплав ВР5/20 використовують для виготовлення приладу, який здатний працювати у вакуумах при температурах близьких до 1800 ° С.

Градуйована таблиця вольфрам-ренієвих термопар ВАР-5 (ВР-5) / ВР-20.
Таблиця. Характеристика номінально статичного перетворення ВР (А) -1

Температура робочого кінця °С

Т.э.д.с.мВ, для температури, °С

0 10 20 30 40 50 60 70
0 0 0,121 0,246 0,373 0,504 0,637 0,772 0,910
100 1,337 1,483 1.632 1,781 1,933 2,086 2,240 2,396
200 2,871 3,032 3,193 3,355 3,518 3,682 3,847 4,012
300 4,512 4,680 4,843 5,016 5,185 5,354 5,523 5,693
400 6,203 6,373 6,543 6,714 6,834 7,065 7,225 7,396
500 7,908 8,073 8,248 8,418 8,588 8,758 8,928 9,098
600 9,605 9,774 9,943 10,111 10,280 10,448 10,615 10.783
700 11,283 11,450 11,616 11,782 11,947 12,112 12,277 12,442
800 12,933 13,096 13,259 13,422 13,584 13.746 13,907 14,068
900 14,549 14,708 14,867 15,026 15,184 15,342 15,500
1000 16,125 16,281 16,436 16,590 16,744 16,898 17,051
1100 17,659 17,810 17,960 18,110 18,260 18,409 18,557
1200 19,146 19,292 19,438 19,583 19,728 19,872 20,015
1300 20,584 20,725 20,866 21,006 21,145 21,284 21,423
1400 21,971 22,107 22,242 22,377 22,511 22,645 22,778
1500 23,306 23,436 23,566 23,696 23,825 23,953 24,081
1600 24,588 24,713 24,838 24,962 25,085 25,209 25,331
1700 25,816 25,936 26,056 26,175 26,293 26,411 26,528
1800 26,992

Хромелевий дріт

Хромель – це металевий сплав складаються з декількох елементів: Хром (Cr) – вміст порядку 8.7 – 10%, Нікель (Ni) – вміст порядку 89 – 91%, містить такі домішки як кремній (Si), кобальт (Co), марганець, мідь (Cu). Нікель передає сплаву свою жаростійкість і опір до корозії, особливо в агресивному зовнішньому середовищі. Щільність сплаву (хромелю) становить 8710 кг / м ³, температуру плавлення має – 1400 – 1500 °C, щодо температурного коефіцієнту лінійного розширення – маємо 12,8 • 10-6 ° C-1, електричний питомий опір – 0.66 мкОм * м. Дріт з хромелю володіє великою термоелектрорухомою силою (виробляє електричний струм, в тому місці де відбувається контакт з іншим металом).

До недоліків хромелі відносять зниження термоЕРС, яке відбувається при швидкому охолодженні після відпалу в температурному інтервалі до 600 ° C. Якщо використовувати дріт у вимірювальному приладі із джерелом тепла, яке вище 600 ° C – похибка виміру буде досить високою до 10 ° C

Хромелевий дріт найбільш широко поширений в порівнянні із стрічкою або колом. Її застосовують при випуску реостатів, нагрівальних приладів, компенсаційних проводів, і термопар.

Хромель К (НХ9) і Т (НХ9,5)

Хромель НХ9  і НХ9, 5 відрізняються високими механічними властивостями і жаростійкістю. Хромель НХ9, 5 застосовується в термопарах (позитивний електрод), а хромель НХ9 – в якості компенсаційних проводів. При високих температурах хромель по жаростійкості поступається ніхрому.

Фізичні і механічні властивості хромелю Т (НХ9, 5) і К (НХ9)
Температура плавлення, ˚ С …………………………………… 1435
Щільність, г/см3 …………………………………………………. 8,7
Коефіцієнт лінійного розширення при 0-1000 ˚ С α × 106 …. 12,8
Теплове розширення на 1м (мм) при температурі, ˚ С:
200 ………………………………………………………………… 3
700 ………………………………………………………………… 12
Питомий електроопір, Ом • мм2 / м …………………. 0,6-0,7
Температурний коефіцієнт електроопору при 0-100 ˚ С ………. 0,00048
Магнітні властивості ………………………………………… не магнітиться
Межа міцності при розтягуванні δв кгс/мм2:
м’який ……………………………………………………………. 60-70
твердий (наклеп 80%) ……………………………………………. 110
Відносне подовження δ,%:
м’який ……………………………………………………………. 34-45
твердий …………………………………………………………….. 3
Твердість НВ, кгс/мм2:
м’який …………………………………………………………… 150-200
твердий ……………………………………………………………. 300
технологічні властивості та режими обробки хромелю Т (НХ9, 5) і К (НХ9)
Температура, ˚ С:
лиття ……………………………………………………………… 1550
кування і плющення ………………………………………………. 1180-1220
відпалу ……………………………………………………………. 800-850
максимальна робоча температура, ˚ С ………………………… 1000
травитель Н2SO4: HNO3 ………………………………………… 1:1
температура виливниці, ˚ С ……………………………………. до 100
покривний флюс ………………………………………………. скло
розкислювач …………………………………………………… магній

Температура °С 1600 1500 1400
Номінальне значення тэдс, мВ 24,59 23,31 21,97
Номінальне значення, мкВ ±102 ±99 ±96