Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Термобиметаллическая лента 24НХ-42Н: характеристики и применение
Термобиметаллическая лента 24НХ-42Н — двухслойный материал с высоким удельным термическим сопротивлением, предназначенный для изготовления чувствительных элементов термомеханических устройств. Активный слой выполнен из сплава 24НХ (24 % никеля, 3 % хрома, остальное — железо) с высоким коэффициентом линейного расширения, пассивный — из сплава 42Н (42 % никеля, остальное — железо) с низким коэффициентом расширения в рабочем интервале температур.
При нагреве разница коэффициентов термического расширения слоёв вызывает изгиб ленты, величина которого пропорциональна изменению температуры. Это свойство используется для преобразования теплового сигнала в механическое перемещение без применения внешних источников питания.
Нормируемые параметры
Основной характеристикой термобиметалла 24НХ-42Н является удельный прогиб — величина, определяющая чувствительность элемента. Для данной пары сплавов нормируемый удельный прогиб при изменении температуры на 1 C составляет 10,5–12,5 10 мм/(ммC) в диапазоне 20–130 C. Рабочий интервал температур ограничен значениями от –60 до +350 C, при этом обратимые деформации сохраняются до 250 C.
Лента поставляется в рулонах с толщиной от 0,2 до 2,5 мм и шириной от 10 до 200 мм. Допуск на толщину — 0,02 мм для материала до 1 мм и 0,03 мм для более толстых полос. Кромки ленты обрезаны без заусенцев, поверхность не имеет расслоений, трещин и неметаллических включений.
Конструктивные особенности
Соотношение толщин активного и пассивного слоёв составляет 1:1, что обеспечивает максимальную механическую работу при заданном прогибе. Слои соединяются методом горячей прокатки с последующей термической стабилизацией, что исключает взаимное смещение при циклических тепловых нагрузках.
Материал поставляется в состоянии поставки — мягком (отожжённом) или нагартованном. Для изготовления чувствительных элементов с высокой стабильностью характеристик рекомендуется лента в отожжённом состоянии с последующей стабилизирующей выдержкой при 300–350 C в течение 1–2 часов.
Применение в промышленных устройствах
Термобиметаллическая лента 24НХ-42Н используется в качестве рабочего элемента в следующих типах оборудования:
- тепловые реле защиты электродвигателей и трансформаторов в распределительных щитах;
- автоматические выключатели с тепловым расцепителем для защиты цепей от перегрузки;
- термостаты систем отопления, вентиляции и кондиционирования;
- регуляторы температуры в бытовой и промышленной технике;
- компенсаторы теплового расширения в прецизионных приборах;
- клапанные механизмы газового и жидкостного тракта.
В автоматических выключателях лента 24НХ-42Н обеспечивает обратнозависимую характеристику срабатывания: время отключения уменьшается при росте тока перегрузки. В термостатах систем отопления материал применяется для управления запорной арматурой без электропитания, что востребовано в автономных системах.
Технические характеристики
| Параметр | Значение для 24НХ-42Н | Метод контроля | Условия измерения | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Удельный прогиб, 10 мм/(ммC) | 10,5–12,5 | Консольный метод | 20–130 C | Основной параметр |
| Максимальная рабочая температура, C | 350 | Термический анализ | Нагрев на воздухе | Кратковременно до 400 C |
| Предел прочности, МПа | 590–780 | Растяжение | 20 C | В отожжённом состоянии |
| Относительное удлинение, % | 20–35 | Растяжение | 20 C | Не менее 15 % |
| Удельное электросопротивление, Оммм/м | 0,72–0,82 | Мостовая схема | 20 C | Для расчёта нагрева |
Особенности расчёта чувствительных элементов
При проектировании термобиметаллических элементов из ленты 24НХ-42Н необходимо учитывать зависимость прогиба от геометрии: для консольно закреплённой пластины прогиб пропорционален квадрату длины и обратно пропорционален толщине. Для дисковых элементов, защемлённых по контуру, прогиб в центре определяется отношением диаметра к толщине в четвёртой степени.
Материал чувствителен к способу закрепления: жёсткая заделка консоли снижает полезный ход на 15–20 % по сравнению с шарнирным опиранием. При циклических нагрузках свыше 10 циклов рекомендуется ограничивать максимальную деформацию значением, не превышающим 60 % от предела упругости материала.
Вопросы и ответы
Чем отличается лента 24НХ-42Н от термобиметалла 20НХ-36Н?
Основное отличие — в составе пассивного слоя: сплав 42Н содержит 42 % никеля против 36 % в сплаве 36Н, что обеспечивает более низкий коэффициент расширения пассивного слоя. В результате удельный прогиб пары 24НХ-42Н выше на 15–20 %, а верхняя граница рабочего интервала температур увеличена до 350 C.
Какой допуск на толщину ленты 24НХ-42Н?
Для ленты толщиной до 1 мм допуск составляет 0,02 мм, для толщины 1–2,5 мм — 0,03 мм. Разнотолщинность в пределах одного рулона не превышает половины поля допуска.
Можно ли использовать ленту 24НХ-42Н при температурах ниже –60 C?
При температурах ниже –60 C в сплаве 42Н начинается мартенситное превращение, которое приводит к необратимому изменению характеристик. Для низкотемпературных применений следует выбирать термобиметаллы с пассивным слоем на основе инвара.
Как стабилизировать характеристики готового элемента из ленты 24НХ-42Н?
После формовки и закрепления элемент подвергают термической стабилизации при 300–350 C в течение 1–2 часов с последующим медленным охлаждением. Это снимает внутренние напряжения, возникшие при механической обработке, и обеспечивает воспроизводимость срабатывания в пределах 2 %.