Пруток константан: технические характеристики и применение
Пруток константан калиброванный сортовой прокат из медно-никелевого сплава с содержанием никеля от 39 до 41% и марганца от 1 до 2%. Материал относится к группе прецизионных термостабильных сплавов с высоким удельным электрическим сопротивлением. Основная отличительная особенность минимальный температурный коэффициент сопротивления (ТКС), что обеспечивает стабильность электрических параметров в диапазоне рабочих температур от 60 до +200 C. Поставляется в виде прутков круглого сечения диаметром от 5 до 80 мм, мерной и немерной длины.
Химический состав и структура
Сплав легируется никелем, марганцем и железом. Содержание меди составляет от 56 до 59%, никель с кобальтом от 39 до 41%, марганец от 1 до 2%. Примеси (железо, кремний, свинец, цинк) ограничиваются долями процента. Структура однофазный твердый раствор на основе меди. Материал не магнитен, не склонен к коррозионному растрескиванию под напряжением, устойчив к воздействию морской воды и слабых кислот.
Электрические и механические параметры
Удельное электрическое сопротивление прутка константан составляет от 0,45 до 0,55 Оммм/м при температуре 20 C. Температурный коэффициент сопротивления в диапазоне от 20 до 100 C не превышает 310 1/C. Предел прочности при растяжении от 390 до 590 МПа в зависимости от состояния поставки (мягкое, полутвердое, твердое). Относительное удлинение после разрыва от 15 до 35% для отожженного материала. Твердость по Бринеллю от 70 до 140 HB.
| Диаметр, мм | Состояние | Предел прочности, МПа | Относительное удлинение, % | Сопротивление, Оммм/м |
|---|---|---|---|---|
| от 5 до 12 | твердое | от 490 до 590 | от 15 до 20 | от 0,48 до 0,52 |
| от 12 до 30 | полутвердое | от 440 до 540 | от 20 до 25 | от 0,47 до 0,51 |
| от 30 до 80 | мягкое | от 390 до 440 | от 30 до 35 | от 0,45 до 0,49 |
Технологические свойства и обработка
Пруток константан хорошо поддается механической обработке резанием, точению и сверлению. Материал допускает пайку твердыми и мягкими припоями, сварку в среде аргона. Для получения стабильного оксидного слоя при производстве термопарных компенсационных проводов применяется термообработка при температуре от 800 до 900 C. Коэффициент линейного расширения составляет от 14 до 1510 1/C, что согласуется с параметрами медных токоведущих жил в комбинированных конструкциях.
Применение в промышленности
Прутки из константана востребованы в электротехнической отрасли при изготовлении:
- реостатов и балластных резисторов для пускорегулирующей аппаратуры;
- нагревательных элементов низкотемпературных печей и термостатов;
- термопарных электродов типа ТХК (хромель-константан) для измерительных систем;
- компенсационных проводов к термопреобразователям;
- образцовых резисторов и магазинов сопротивлений для метрологического оборудования.
В машиностроении пруток применяется для изготовления упругих чувствительных элементов датчиков деформации, тензорезисторов и токосъемных колец. В судостроении материал используется для арматуры и крепежа, работающего в морской воде. В химическом производстве константан востребован для деталей аппаратуры, контактирующей со слабоагрессивными средами при температуре до 200 C.
Нормативная документация и сортамент
Прутки поставляются в соответствии с ГОСТ 2179-75 и ТУ 48-21-545-88. Допуски на диаметр класс точности 4-5 по ГОСТ 7417-75. Длина прутков от 1 до 4 м, немерная. Кривизна не превышает 2 мм на 1 м длины. Поверхность не должна иметь трещин, плен и раковин; допускаются незначительные зачистки и рябизна в пределах допуска на диаметр.
Вопросы и ответы (FAQ)
Чем константан отличается от манганина?
Константан имеет более высокое удельное сопротивление (от 0,45 до 0,55 Оммм/м против от 0,42 до 0,48 Оммм/м у манганина) и работает при температурах до 400 C. Манганин характеризуется меньшей термо-ЭДС в паре с медью, поэтому предпочтителен для образцовых резисторов. Константан применяется там, где требуется сочетание нагревостойкости и стабильного сопротивления.
Какой диаметр прутка доступен для заказа?
Стандартный сортамент включает диаметры от 5 до 80 мм. Для диаметров до 12 мм поставляется проволока в бухтах, для больших сечений прутки мерной длины от 1 до 4 м. Возможен заказ промежуточных диаметров с допуском по классу точности 4-5.
Какая термо-ЭДС возникает в паре константан-медь?
Термо-ЭДС пары медь-константан составляет около 40 мкВ/C в диапазоне от 0 до 100 C. Это значение используется при градуировке термопар типа Т и компенсационных проводов. Для пары хромель-константан (ТХК) чувствительность достигает от 60 до 65 мкВ/C.
Подвержен ли константан коррозии в агрессивных средах?
Сплав устойчив к атмосферной коррозии, морской воде и растворам органических кислот. В средах с аммиаком и цианидами возможно ускоренное разрушение. При работе в контакте с сернистыми соединениями при температуре выше 150 C рекомендуется защитное покрытие.
