Wabashpress.ru

Техника Гидропрессы
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

ГОСТ 5307-77Проволока константановая неизолированная. Технические условия

ГОСТ 5307-77Проволока константановая неизолированная. Технические условия

2.1. Проволока должна изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке. Проволоку изготовляют из константана марки МНМц40-1,5 с химическим составом по ГОСТ 492-73.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.2. По состоянию металла проволока должна быть: диаметром 0,09 мм и менее — твердой, диаметром св. 0,09 мм — твердой и мягкой.

2.3. Поверхность проволоки должна быть чистой, гладкой, без трещин и расслоений.

Допускаются отдельные поверхностные дефекты глубиной не более предельных отклонений по диаметру (после контрольной зачистки).

Допускаются на поверхности мягкой проволоки цвета побежалости и местное окисление.

Примечание. По требованию потребителя мягкую проволоку диаметром 0,5 мм и более, предназначенную для дальнейшего волочения, изготовляют со светлой поверхностью.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

2.4. Удельное электрическое сопротивление проволоки, должно соответствовать указанному в табл. .

Состояние металлаУдельное электрическое сопротивление при 20 — 25 °С, мкОм · м
Мягкий0,465 ± 0,015
Твердый0,490 ± 0,030

(Измененная редакция, Изм. № 3).

2.4а. Электрическое сопротивление 1 м проволоки приведено в приложении 2. Температурный коэффициент электрического сопротивления проволоки приведен в приложении 3.

(Введен дополнительно, Изм. № 2).

2.5. Механические свойства проволоки должны соответствовать указанным в табл. .

440 — 640 (45 — 65)

* Таблица 4 исключена.

2.6. Масса отрезка проволоки в мотке или на катушке приведена в приложении 4.

Количество мотков (катушек) пониженной массы не должно быть более 10 % массы партии.

2.5; 2.6. (Измененная редакция, Изм. № 2).

2.7. Твердая проволока диаметром 1 мм и более должна выдерживать изгиб на 180°.

Параметры и особенности

Данное название носит сплав медно-никелевого состава, характеризующийся термостабильностью, электрическим сопротивлением, обрабатываемостью, используется в электротехнической промышленности.

Основными особенностями считают электрические свойства константана МНМц 40-1,5: большое удельное электрическое сопротивление, составляющее 0,45-0,52 мкОм×м, и низкий температурный коэффициент электрического сопротивления, равный -0,02×10-3-+0,06×10-3 °C-1.

Последнее обеспечивает стабильность сопротивления при различной температуре. Благодаря параметрам сопротивления константан называют резистивным сплавом. К тому же данный материал характеризуется значительной термоэлектродвижущей силой. Наконец, константан обладает хорошим технологическими свойствами, обуславливающими обрабатываемость его механическими методами. Так, для него применимы паяние, чеканка, штамповка, ковка и т. д. После отжига возможно использовать резание. Загрязнение цинком существенно затрудняет обработку.

Читайте так же:
Стойка для сверления дрелью

Далее приведены прочие характеристики константана. Плотность его равна 8,8–8,9 г/см3. Таким образом, это наиболее плотный никелевый сплав, превосходящий по данному параметру сталь. Данная особенность, определяющая большую массу константана, обусловлена значительной долей меди в его составе. Температура плавления составляет 1260 °C, благодаря чему сплав является термостабильным, сохраняя до названной температуры внутреннее строение. Твердость равна 155 НВ, предел прочности на разрыв – 400 МПа. Температурный коэффициент линейного расширения составляет 14,4×10-6 в диапазоне от 20 до 100 °C. Теплоемкость равна 0,0977 кал/г×C, теплопроводность – 0,05 кал/см×с×C. Магнитные свойства отсутствуют. Константан характеризуется высокими показателями пластичности. Так, модуль упругости составляет 16600 кгс/мм2, относительное удлинение достигает 30%, сужение – 71%. Следует отметить, что пластичность значительно сокращается при загрязнении константана цинком. Благодаря высокому пределу выносливости, составляющему для горячетканых прутков 243 МПа (что соответствует стали 45), константан подходит для условий переменных нагрузок. Медно-никелевый состав обеспечивает сопротивление сплава коррозии. Так, он не реагирует с кислородом до 800 °C, а также с органическими кислотами и соляными растворами. Цвет – желтоватый.

Ввиду невысокой прочности константан нередко подвергают дополнительной обработке. После отжига предел прочности возрастает до 700-800 МПа, что приравнивает сплав по данному показателю к стали 45. Для еще большего упрочнения рассматриваемого материала применяют наклеп, подразумевающий поверхностную прокатку стальными роликами, вызывающую пластические деформации. В результате такой обработки константан обретает показатели предела прочности в 850 МПа и твердости в 75-90 НВ. Однако нужно учитывать, что как механическая, так и термическая обработка константана МНМц 40-1,5 сокращает пластичность: относительное удлинение снижается до 4%, сужение – до 21%.

Следует отметить, что электроизоляционные параметры характерны не для материала, а для поверхностной окисной пленки.

Данное покрытие формируется в результате прокаливания, поэтому изделия, рассчитанные на применение в электрооборудовании, подвергают данной обработке при производстве.

Стоимость константана формируется, прежде всего, под влиянием цены Ni. Например, стоимость рассматриваемого материала в октябре 2017 г. составляла в среднем 5 тыс. рублей за 1 кг. Во многом она зависит от формы и ее особенностей. Так, лента немного дороже в сравнении с проволокой. А для проволоки имеет значение толщина: варианты с большим диаметром дешевле. Например, на декабрь 2021 г. тонна 0,6 мм проволоки стоила около 2,3 млн., а материала диаметром 1,2 мм – 0,8-1 млн. К тому же, как видно из приведенных данных, при массовой реализации цена значительно снижается. Цена покупки также определяется несколькими факторами. Во-первых, большое значение имеет состояние лома, определяемое, прежде всего, наличием следов коррозии. Во-вторых, для проволоки имеет значение диаметр. Тонкие материалы ценятся выше.

Читайте так же:
Схема подключения электромотора через конденсатор

В-третьих, важен объем поставок. Пункты приема лома предпочитают принимать крупные партии (более 100 кг) ввиду ускоренной реализации. В таких случаях они наценивают лом на 10–15%.

ПРАВИЛА ПРИЕМКИ

3.1. Проволоку принимают партиями. Партия должна состоять из проволоки одного способа и точности изготовления, одного состояния, одного диаметра и оформлена одним документом о качестве, содержащим:

Удельное электрическое сопротивление

Уде́льное электри́ческое сопротивле́ние (удельное сопротивление) — физическая величина, характеризующая способность материала препятствовать прохождению электрического тока, выражается в Ом·метр. Удельное электрическое сопротивление принято обозначать греческой буквой ρ . Значение удельного сопротивления зависит от температуры в различных материалах по-разному: в проводниках удельное электрическое сопротивление с повышением температуры возрастает, а в полупроводниках и диэлектриках — наоборот, уменьшается. Величина, учитывающая изменение электрического сопротивления от температуры, называется температурный коэффициент удельного сопротивления. Величина, обратная удельному сопротивлению, называется удельной проводимостью (удельной электропроводностью). В отличие от электрического сопротивления, являющегося свойством проводника и зависящего от его материала, формы и размеров, удельное электрическое сопротивление является свойством только вещества.

Из последней формулы следует: физический смысл удельного сопротивления вещества заключается в том, что оно представляет собой сопротивление изготовленного из этого вещества однородного проводника единичной длины и с единичной площадью поперечного сечения.

В технике также применяется устаревшая внесистемная единица Ом·мм²/м, равная 10 −6 от 1 Ом·м [1] . Данная единица равна такому удельному сопротивлению вещества, при котором однородный проводник длиной 1 м с площадью поперечного сечения 1 мм² , изготовленный из этого вещества, имеет сопротивление, равное 1 Ом [2] . Соответственно, удельное сопротивление какого-либо вещества, выраженное в этих единицах, численно равно сопротивлению участка электрической цепи, выполненного из данного вещества, длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм² .

В проводниках удельное электрическое сопротивление увеличивается с увеличением температуры. Это объясняется тем, что с ростом температуры увеличивается интенсивность колебания атомов в узлах кристаллической решетки проводника, что препятствует движению свободных электронов [3] .

Читайте так же:
Схема подключения устройства плавного пуска электродвигателя

В полупроводниках и диэлектриках удельное электрическое сопротивление уменьшается. Это объясняется тем, что с увеличением температуры увеличивается концентрация основных носителей заряда.

Величина, учитывающая изменение удельного электрического сопротивление от температуры называют температурным коэффициентом удельного сопротивления.

Удельное сопротивление можно определить также для неоднородного материала, свойства которого меняются от точки к точке. В этом случае оно является не константой, а скалярной функцией координат — коэффициентом, связывающим напряжённость электрического поля E → ( r → ) >(>)> и плотность тока J → ( r → ) >(>)> в данной точке r → >> . Указанная связь выражается законом Ома в дифференциальной форме:

Эта формула справедлива для неоднородного, но изотропного вещества. Вещество может быть и анизотропно (большинство кристаллов, намагниченная плазма и т. д.), то есть его свойства могут зависеть от направления. В этом случае удельное сопротивление является зависящим от координат тензором второго ранга, содержащим девять компонент ρ i j > . В анизотропном веществе векторы плотности тока и напряжённости электрического поля в каждой данной точке вещества не сонаправлены; связь между ними выражается соотношением

В анизотропном, но однородном веществе тензор ρ i j > от координат не зависит.

Удельное электрическое сопротивление константана

Температурный коэффициент сопротивления

Как вы могли заметить, значения удельных электрических сопротивлений в таблице из предыдущей статьи даны при температуре 20 ° Цельсия. Если вы предположили, что они могут измениться при изменении температуры, то оказались правы.

Зависимость сопротивления проводов от температуры, отличной от стандартной (составляющей обычно 20 градусов Цельсия), можно выразить через следующую формулу:

fizika20

Константа «альфа» ( α) известна как температурный коэффициент сопротивления, который равен относительному изменению электрического сопротивления участка электрической цепи или удельного сопротивления вещества при изменении температуры на единицу. Так как все материалы обладают определенным удельным сопротивлением (при температуре 20 ° С) , их сопротивление будет изменяться на определенную величину в зависимости от изменения температуры . Для чистых металлов температурный коэффициент сопротивления является положительным числом, что означает увеличение их сопротивления с ростом температуры. Для таких элементов, как углерод, кремний и германий , этот коэффициент является отрицательным числом , что означает уменьшение их сопротивления с ростом температуры. У некоторых металлических сплавов температурный коэффициент сопротивления очень близок к нулю, что означает крайне малое изменение их сопротивления при изменении температуры. В следующей таблице приведены значения температурных коэффициентов сопротивления нескольких распространенных типов металлов :

Читайте так же:
Самодельный ящик под инструмент
Проводникα, на градус Цельсия
Никель0,005866
Железо0,005671
Молибден0,004579
Вольфрам0,004403
Алюминий0,004308
Медь0,004041
Серебро0,003819
Платина0,003729
Золото0,003715
Цинк0,003847
Сталь (сплав)0,003
Нихром (сплав)0,00017
Нихром V (сплав)0,00013
Манганин (сплав)0,000015
Константан (сплав)0,000074

Давайте на примере нижеприведенной схемы посмотрим, как температура может повлиять на сопротивление проводов и ее функционирование в целом:

fizika21

Общее сопротивление проводов этой схемы (провод 1 + провод 2) при стандартной температуре 20 ° С составляет 30 Ом. Проанализируем схему с помощью таблицы напряжений токов и сопротивлений:

fizika22

При 20 ° С мы получаем 12,5 В на нагрузке, и в общей сложности 1,5 В (0,75 + 0,75) падения напряжения на сопротивлении проводов. Если температуру поднять до 35 ° С, то при помощи вышеприведенной формулы мы легко сможем рассчитать изменение сопротивления на каждом из проводов. Для медных проводов (α = 0,004041) это изменение составит:

fizika23

Пересчитав значения таблицы, мы можем увидеть к каким последствиям привело изменение температуры:

fizika24

Сравнив эти таблицы можно прийти к выводу, что напряжение на нагрузке при увеличении температуры снизилось (с 12,5 до 12,42 вольт), а падение напряжения на проводах увеличилось (с 0,75 до 0,79 вольт). Изменения на первый взгляд незначительны, но они могут быть существенны для протяженных линий электропередач, связывающих электростанции и подстанции, подстанции и потребителей.

Механические и физические свойства константана МНМц40-1,5

В данной расчетно-графической работе необходимо выполнить задание на выбор материала. Выбрать и обосновать сплав для реостата, работающего при температурах до 500 о С. Указать необходимые виды термической обработки. Описать общее назначение сплава, способ маркировки, выбранные режимы термической обработки и их влияние на механические, электрические свойства и структуру сплава, дать определение рассматриваемым механическим и электрическим свойствам.

Указанным требованиям удовлетворяют сплав (МНМц40-1,5)

Константан МНМц40-1,5 отличается высокой термоэлектродвижущей силой, малым температурным коэффициентом и постоянством электросопротивления. Он достаточно устойчив в отношении коррозии, жаростоек, имеет высокие механические свойства и хорошо обрабатывается давлением. Константан применяют при изготовлении реостатов, термопар, нагревательных приборов с рабочей температурой до 500˚С.

Читайте так же:
Надписи на металле лазером

Константан МНМц 40-1,5 используется для электротехнических целей и компенсационных проводов.

Константан — термостабильный сплав на основе меди (Cu) (около 59%) с добавкой никеля (Ni) (39—41%) и марганца (Mn) (1—2%).

Обычно у таких материалов нарушена кристаллическая решётка за счёт внедрения в неё атомов легирующих элементов, а также за счёт способности некоторых материалов повышать амплитуду колебаний атомов при нагрузке.(это чаще всего медные сплавы, легированные никелем, железом, фольфрамом, молибденом и т.д., которые делят на группы в зависимости от рабочей температуры. Константан относится к первой группе. (500град — для изготовления точных элементов сопротивлений корабельных электротехнических устройств).

МНМц 40-1,5;- КОНСТАНТАН относящийся к сплавам с высоким удельным электрическим сопротивлением, слабо зависящим от температуры. Обладает высокой нагревостойкостью (Т рабочая- до 500град.) Изготовляют реостаты, элементы измерительных приборов невысокой точности, элементы нагревательных приборов, термопары.

Недостаток- высокое значение термоэлектродвижущей силы (ТЭДС) при работе в паре с медью, поэтому не применяется в электроизмерительных приборах высокой точности.

Сплав имеет высокое удельное электрическое сопротивление (около 0,5 мкОм·м), минимальное значение термического коэффициента электрического сопротивления, высокую термоэлектродвижущую силу в паре с медью, железом, хромелем. Температурный коэффициент линейного расширения 14,4·10−6 °C−1. Плотность 8800—8900 кг/м3, температура плавления около 1260 °C. Хорошо поддаётся обработке. Идёт на изготовление термопар, активного элемента тензодатчика, реостатов и электронагревательных элементов с рабочей температурой до 400—500 °C, измерительных приборов высокого класса точности.

Химический состав в % материала МНМц40-1.5 Константан

Физические свойства сплава МНМц40-1.5 при 20 °C Константан

Механические и физические свойства константана МНМц40-1,5

Коэффициент линейного расширения α×106 ………………………………14,4

Удельное электросопротивление, Ом·мм2/м ……………………………….0,48

Температурный коэффициент электросопротивления при

Электрический потенциал, мВ ……………………………………………….0,35

Модуль нормальной упругости Е, кгс/мм2 ….……………………………16600

Предел прочности при растяжении δв, кгс/мм2:

Предел пропорциональности мягкого сплава δпц, кгс/мм2 ………………8,7

Предел усталости горячекатаных прутков при переменно

изгибающих напряжениях δ-1, кгс/мм2 ……………………………………. 24,3

Ударная вязкость литого сплава ан, кгс·м/см2 ………………………………8,7

Для выбранного сплава используется следующие виды термической обработки: горячая обработка и отжиг.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector