Константан. Свойства, применение, химический состав, марки

8 (800) 200-52-75 (495) 366-00-24 (495) 504-95-54 (495) 642-41-95

e-mail: [email protected]

Константан можно отнести к сплавам с высоким электрическим сопротивлением и одновременно к термоэлектродным медно-никелевым сплавам. Он используется в качестве нагревателей электрических печей, электродов термопар и удлиняющих проводов. На странице представлено описание данного материала: физические свойства, области применения, марки, виды продукции. Основные сведения Константан — термостабильный электротехнический медно-никелевый сплав, состоящий из следующих элементов: никель (Ni), марганец (Mn), медь (Cu). Хорошо поддается обработке. Используется для изготовления термопар, реостатов и электронагревательных элементов с рабочей температурой до 400-500 °C, измерительных приборов низкого класса точности. История создания Константан впервые был получен в 1888 году американским изобретателем Эдвардом Вестоном. Он использовал данный сплав в качестве материала для катушек электроизмерительных приборов, сопротивление которого не зависит от температуры. Изобретатель назвал его «Сплав №2», но немецкие производители, у которых он разместил заказ на производство проволоки из нового материала, дали ему собственное наименование «Константан» под которым он известен в настоящее время. Свойства константана Сплав имеет высокое удельное электрическое сопротивление, которое составляет 0,45-0,52 мкОм·м и малый температурный коэффициент электрического сопротивления — от -0,02·10-3 до +0,06·10-3 °С-1 (по ГОСТ 5307-77). Благодаря таким малым значениям указанного коэффициента данный материал практически не изменяет свое сопротивление с изменением температуры. Еще одним важным свойством указанного сплава является ТЭДС (термоэлектродвижущая сила). Он в паре с хромелем, а также с медью и железом развивает достаточно высокую ТЭДС. Константан хорошо поддается механической обработке, что говорит о его высоких технологических свойствах. Свойство Значение Плотность, г/см3 8,8-8,9 Температура плавления, °С 1260 Удельное электрическое сопротивление, мкОм·м 0,45-0,52 Магнитность Не магнитен Твердость, НВ 75-90 (после отжига) 155 Температурный коэффициент линейного расширения, °С-1 в интервале 20-100 °С 14,4·10-6 Температурный коэффициент электрического сопротивления, °C-1 от -0,02·10-3 до +0,06·10-3 Марки константана Константан выпускается под маркой МНМц 40-1,5. Самым весомым компонентом в составе указанной марки является медь (Cu) ~59%, далее следует никель (Ni) 39-41% и марганец (Mn) 1-2%. Достоинства / недостатки Достоинства: имеет высокое электрическое сопротивление; имеет малое значение температурного коэффициента электрического сопротивления; обладает высокой ТЭДС в паре с некоторыми металлами и сплавами; обладает хорошими технологическими свойствами. Недостатки: имеет сравнительно низкую температуру плавления. Области применения константана Области применения медно-никелевого сплава константан обусловлены его свойствами. Первым практически полезным свойством является высокое электрическое сопротивление. Оно позволяет использовать данный материал для изготовления нагревателей электрических печей. Поскольку температура плавления относительно невелика, то максимальная рабочая температура нагревателей составляет 500 °C. Также указанное свойство позволяет производить из константана реостаты (элементы сопротивления). Вторым важным с практической точки зрения свойством является низкая зависимость электрического сопротивления от температуры. Данная особенность позволяет использовать указанный сплав в тех случаях, когда важно обеспечить стабильность электросопротивления. Константан в паре с медью, сплавом хромель и железом развивает достаточно высокую термо-электродвижущую силу, которая может быть учтена измерительным прибором. Указанное свойство позволяет использовать данный медно-никелевый сплав для изготовления термопар хромель-константан, медь-константан, железо-константан. Также из него производят удлиняющие провода. Продукция из константана Основными видами продукции, которые выпускает промышленность, являются проволока, нить (проволока малых диаметров) и лента (полоса). Константановая проволока, нить, а также константановая лента или полоса используются для изготовления проволочных и ленточных нагревателей электрических печей, а также резистивных элементов. Нить и проволока также применяются в электротехнике и приборах для измерения температуры.

Константан, константановая проволока

Завод цветных металлов «Уралпрокат» производит прокат из константана, в т.ч. неизолированную холоднотянутую константановую проволоку круглого сечения марки сплава МНМц 40-1,5, по ГОСТ 5307-77.

Чтобы купить проволоку МНМц, звоните в отдел продаж по телефонам, 31-99-11, либо отправляйте запрос на эл. адрес

Отгрузка проволоки происходит со склада в г. Каменск-Уральский, Свердловской области, отправка авто- и ж/д транспортом (в т.ч. контейнерами). Условия поставки/оплаты, цены и проч. обсуждаются и зависят от срока сотрудничества и объема отгрузки.

Характеристики и свойства константановой проволоки

Константан обладает мягким желто-серебристым цветом. Плотность материала 8800-8900 кг/м3. Значение удельного сопротивления ~0.5 мкОм·м, температуры плавления – 1350 °C, температуры отжига – 950 °C, температура горячей термообработки – 1170 °C. Коэффициент теплового расширения равен 14.4*10-6 °C−1. Высокая степень пластичности (благодаря наличию никеля в составе). Высокая коррозионная устойчивость. Обладает минимально возможным значением температурного коэффициента сопротивления и большим значением термоэлектродвижущей силы.

Константановая проволока весьма податлива в обработке, легко подвергается сварке, штамповке и спайке, очень просто деформируется. После определенной термообработки поверхность материала покрывается прочной окисной пленкой с превосходными электроизоляционными характеристиками, что позволяет не выполнять дорогие процедуры по покрытию поверхности лаком или нанесению изоляции.

Константан достаточно тверд до отжига и обладает следующими параметрами: сопротивлением в диапазоне 0.46-0.52 мкОм*мм2/м, твердостью 650-720 МПа. После стабилизирующего отжига материал весьма смягчается и принимает другие значения: сопротивление меняется в пределах 0.45-0.48 мкОм*мм2/м, твердость 400-500 МПа. Вместе со смягчением после процесса отжига повышается коэффициент теплового расширения до 2*10-6 1/К. При этом, удельное сопротивление не претерпевает изменений.

Удельное электрическое сопротивление проводников

В связи с тем, что существует два типа электрических сопротивлений —

В связи с электромагнитными явлениями, возникающими в проводниках при прохождении через него переменного тока в них возникает два важных для их электротехнических свойств физических явления.

Два последних явления делают неэффективным применение проводников радиусом больше характерной глубины проникновения электрического тока в проводник. Эффективный диаметр проводников (2RБхар): 50Гц -7 Ом. Используя микроомметры, можно определить качество электрических контактов, сопротивление электрических шин, обмоток трансформаторов, электродвигателей и генераторов, наличие дефектов и инородного металла в слитках (например, сопротивление слитка чистого золота вдвое ниже позолоченного слитка вольфрама).

Для расчета длины провода, его диаметра и необходимого электрического сопротивления, необходимо знать удельное сопротивление проводников ρ.

В международной системе единиц удельное сопротивление ρ выражается формулой:

Оно означает: электрическое сопротивление 1 метра провода (в Омах), сечением 1 мм 2 , при температуре 20 градусов по Цельсию.

Физические свойства константанового сплава МНМц 43−1,5 при температуре 20 °C

Физические свойства сплава МНМц40-1.5

T Град	E 10- 5	l	R 10 9	a 10 6 1/Град	r
20	1.66 Мпа	21 Вт/(м·град)	480 Ом·м	8900 кг/м3
100	14. 4

Электрическая проводимость

До сих пор мы рассматривали сопротивление проводника как препятствие, которое оказывает проводник электрическому току. Но все же ток по проводнику проходит. Следовательно, кроме сопротивления (препятствия), проводник обладает также способностью проводить электрический ток, то есть проводимостью.

Чем большим сопротивлением обладает проводник, тем меньшую он имеет проводимость, тем хуже он проводит электрический ток, и, наоборот, чем меньше сопротивление проводника, тем большей проводимостью он обладает, тем легче току пройти по проводнику. Поэтому сопротивление и проводимость проводника есть величины обратные.

Из математики известно, что число, обратное 5, есть 1/5 и, наоборот, число, обратное 1/7, есть 7. Следовательно, если сопротивление проводника обозначается буквой r, то проводимость определяется как 1/r. Обычно проводимость обозначается буквой g.

Электрическая проводимость измеряется в (1/Ом) или в сименсах.

Пример 8. Сопротивление проводника равно 20 Ом. Определить его проводимость.

Пример 9. Проводимость проводника равна 0,1 (1/Ом). Определить его сопротивление,

Если g = 0,1 (1/Ом), то r = 1 / 0,1 = 10 (Ом)

Изготовление константановой проволоки

Изготовление константановой проволоки осуществляется в строгом соответствии с технологическим регламентом. Для производства проволоки используется константан марки МНМц40-1,5. По химическому составу он подчиняется ГОСТ 492—73.

В зависимости от состояния сплава проволок выпускается в двух модификациях:

• значение диаметра до 0,09 мм – только твердая;
• значение диаметра более 0,09 мм – твердая и мягкая.

Требования к качественным показателям: необходимо, чтобы поверхность была чистая и гладкая, отсутствовали трещины, расслоения. Допускается наличие лишь отдельных поверхностных деформаций, размеры которых не превышают предельных отклонений (после финальной зачистки).

Кроме того, допустимо наличие на поверхности изделия (мягкая проволока) цвета побежалости и участков с локальным окислением. По пожеланию заказчика, мягкую проволоку (диаметр 0,5 мм и более), предназначенную для последующего волочения, можно изготовить со светлой поверхностью. Значение удельного сопротивления материала не должно сильно отличаться от значений, приведенных в таблице.

Допустимые значения удельного сопротивления константана

Электросопротивление других металлов

Сопротивление тока: формула

Кроме меди и алюминия, в электротехнике используются другие металлы и сплавы:

• Железо. Удельное сопротивление стали выше, но она прочнее, чем медь и алюминий. Стальные жилы вплетаются в кабеля, предназначенные для прокладки по воздуху. Сопротивление железа слишком велико для передачи электроэнергии, поэтому при расчёте сечения жилы не учитываются. Кроме того, оно более тугоплавкое, и из него изготавливаются вывода для подключения нагревателей в электропечах большой мощности;
• Нихром (сплав никеля и хрома) и фехраль (железо, хром и алюминий). Они обладают низкой проводимостью и тугоплавкостью. Из этих сплавов изготавливаются проволочные резисторы и нагреватели;
• Вольфрам. Его электросопротивление велико, но это тугоплавкий металл (3422 °C). Из него изготавливаются нити накала в электролампах и электроды для аргонно-дуговой сварки;
• Константан и манганин (медь, никель и марганец). Удельное сопротивление этих проводников не меняется при изменениях температуры. Применяются в претензионных приборах для изготовления резисторов;
• Драгоценные металлы – золото и серебро. Обладают самой высокой удельной проводимостью, но из-за большой цены их применение ограничено.

От чего зависит

Сопротивляемость зависит от температуры. Она увеличивается, когда повышается столбик термометра. Это поясняется физиками так, что при росте температуры атомные колебания в кристаллической проводниковой решетке повышаются. Это препятствует тому, чтобы свободные электроны двигались.

Обратите внимание! Что касается полупроводников и диэлектриков, то там величина понижается из-за того, что увеличивается структура концентрации зарядных носителей. Зависимость от температуры как основное свойство проводниковой сопротивляемости

Зависимость от температуры как основное свойство проводниковой сопротивляемости

Контакторы EH

Предназначены для управления мощными потребителями (ток от 145 до 800 А).

Исполнение: стационарное (монтаж на монтажную плату).

Таблица 13.1. Контакторы двигателей серии EH

Рис. 11. Контакторы двигателей серии EH

Таблица 13.2. Перегрузочные термореле

Таблица 13.3. Блоки реле времени (пневматические)

Видео по теме

О температурной зависимости сопротивления металлов в видео:

Среди металлов медь занимает второе место по электропроводимости, уступая только гораздо более дорогому серебру. Потому в электротехнике ее применяют очень широко, в частности, при устройстве домашней электропроводки.

Но в прежние времена проводку изготавливали из более дешевого алюминия и в старых домах такой кабель еще часто встречается.

Владельцу важно знать, что непосредственный контакт алюминиевого и медного проводников недопустим: металлы разрушаются из-за электрохимической реакции. Соединение осуществляют посредством специальных переходников

Технология производства

Для получения сверхпроводника на медный провод в вакууме по всему периметру наносят токопроводящий слой, состоящий из сплава никеля и меди, с диффузией в поверхностный слой проволоки-основы. Снаружи наносится защитный слой металла. После чего полученный провод проходит отжиг в вакууме в течение 30 – 180 мин при 850-950 o С. Для создания медно-никелевого провода применяется чистые (99,99) медь и никель.

Эффект повышенной проводимости образуется в состоящем из двух металлов слое сплава, который представляет собой тонкостенную токопроводящую трубку-прослойку. Благодаря диффузионному взаимодействию слоев металла, примыкающих к трубке прослойке с обеих сторон, поверхность получается почти идеальной.

Нанесение слоев провода происходит в вакуумном оборудовании для исключения окисления проводящего слоя. Следовательно длина зависит от возможностей вакуумного оборудования.

Технологии

Высоковольтные провода нулевого сопротивления

Данный тип проводов широко применяется в системах зажигания автомобилей. Сопротивление высоковольтных проводов достаточно мало и составляет несколько долей ома на метр длины. Напомним, что сопротивление такой величины невозможно измерять омметром общего применения. Зачастую для задачи измерения малых сопротивлений применяют измерительные мосты. Конструктивно такие провода имеют большое количество медных жил с изоляцией на основе силикона, пластмасс или других диэлектриков. Особенность применения таких проводов заключается не только в работе при высоком напряжением, но и передаче энергии за короткий промежуток времени (импульсный режим).

Биметаллический кабель

Основная сфера применения упомянутых кабелей – передача высокочастотных сигналов. Сердечник провода изготавливают из металла одного типа, поверхность которого покрывают металлом другого типа. Поскольку на высоких частотах проводящим является только поверхностный слой проводника, то есть возможность замены внутренности провода. Тем самым достигается экономия дорогостоящего материала и повышаются механические характеристики провода. Примеры таких проводов: медь с нанесением серебряного покрытия, сталь с медным покрытием.

Constantan- Composition, Properties, Resistivity, Wire and Uses

• Constantan Definition
• Composition
• Characteristics
• Constantan Physical Properties
• Constantan Wire Resistance
• Uses of Constantan
• Constantan Alloy
• Constantan Applications
• Effects of Константан для здоровья
• Меры предосторожности

Константан Определение

Константан представляет собой проволоку из сплава на основе никеля и меди с высоким удельным сопротивлением, которая в основном используется для термопар и электрического нагрева сопротивления. Он имеет постоянное удельное сопротивление в широком диапазоне температур.

Состав

В основном константан состоит из никеля и меди. Он содержит 60% никеля и 40% меди.

Характеристики

Константан имеет ряд особых характеристик, благодаря которым он известен как самый универсальный из доступных сплавов. Некоторые из его важных характеристик:

• Высокая удельная теплостойкость
• Пренебрежимо малый температурный коэффициент
• Легко пластичный
• Стойкость к атмосферной коррозии
• Легко паяется и формуется

Физические свойства константана

Физические свойства константана:

Температура кипения – нет данных

Температура плавления – от 1225 до 1300 oC

Удельный вес – 8,9 г/см3 Серебристо-белый ковкий сплав

Запах – Без запаха

Удельное электрическое сопротивление при комнатной температуре: 0,49 мкОм/м

При 20 °c – 490 мкОм/см

Плотность – 8,89 г/см3

Температурный коэффициент ±40 ppm/K-1

Удельная теплоемкость 0,39 Дж/(г·K)

Теплопроводность 19,5 Вт/(м. K)

7 Эластичный модуль 162 GPA

Удлинение при переломе-<45%

Прочность на растяжение-от 455 до 860 МПа

Линейный коэффициент термического расширения 14,9 × 10-6 K-1

картина 1 7878787878787878787878787878787888 гг. – binbin.net

Сопротивление проволоки из константана

Сопротивление проволоки из константана составляет 15,94 Ом-см·мил/фут. Поскольку сопротивление константана не меняется при изменении температуры, его используют для изготовления термопар и других подобных приборов, где сопротивление должно оставаться постоянным для определенного диапазона температур. Это провод электрического сопротивления.

Использование константана

Константан используется для измерения температуры. Он используется для формирования термопар вместе с проволоками из других металлов, таких как медь, железо и хромель. Он особенно используется для целей сопротивления, поскольку его сопротивление не сильно меняется с изменением температуры. Он используется для шунтов постоянного тока. В шунтах постоянного тока прецизионный провод с малым сопротивлением подключается последовательно с нагрузкой в ​​цепи постоянного тока, которая уже несет большой ток. Он измеряет падение напряжения; он может легко измерить ток.

Сплав константана

Константан – один из наиболее широко используемых сплавов. Это связано с тем, что он имеет наилучший общий набор важных свойств, которые необходимы для многих странных калибровочных приложений. Константан имеет самое высокое удельное сопротивление среди всех других сплавов, что делает его нечувствительным к уровню деформации и температуры. Его удельное сопротивление настолько велико, что он также может достигать подходящих уровней сопротивления в очень маленьких сетях. Температурный коэффициент сопротивления в случае с константаном вовсе не является чрезмерным. Поэтому он имеет очень много преимуществ перед другими сплавами.

Константан имеет хорошую усталостную долговечность и очень высокую способность к удлинению. Все эти дополнительные свойства делают его очень полезным и хорошим сплавом. Но этот сплав показывает дрейф в температурном диапазоне 65 °C, поэтому этот момент следует учитывать при проверке деформаций стабильности калибра, так как деформация стабильности критична при этой температуре.

Применение константана

Применение константана делится на три важные категории:

Измерение температуры

Константан используется для формирования термопар с проволоками из меди, железа и хромеля. Он используется для формирования хромконстантановых термопар, а также хороших железных константановых термопар.

Промышленные реостаты для тяжелых условий эксплуатации

Константан является идеальным сплавом для сопротивлений стартеров электродвигателей и промышленных реостатов для тяжелых условий эксплуатации. Поскольку он обладает высокой удельной теплостойкостью и хорошей пластичностью, он удовлетворяет всем важным требованиям для этой категории спецификаций. Константан трансформируется в провода большого размера или такого рода требования.

Прецизионные резисторы с проволочной обмоткой

Константан — один из наиболее широко используемых сплавов в прецизионных резисторах с проволочной обмоткой, устройствах регулировки громкости и термостабильных потенциометрах. Это главная привлекательность в этой области из-за того, что он имеет незначительный температурный коэффициент и высокое сопротивление.

Развитие высокой тепловой ЭДС. Еще одно важное свойство константана заключается в том, что он создает высокую тепловую ЭДС по отношению к другим металлам. Поэтому он используется в сплавах термопар с другими металлами, такими как железо и медь.

Типы

Константановые сплавы бывают двух типов:     P-сплавы и A-сплавы

P  Сплав

Если нужно измерить большие напряжения, то для их измерения можно использовать отожженный константан. Константан, доступный в этой форме, обычно очень пластичен и имеет длину около 3 мм. Его можно напрягать более чем на 20%. Этот р-сплав доступен с номерами S-T-C 08 и 40, поэтому его можно использовать в металлах и пластмассах.

A- Сплав

Сплав константана может быть обработан или с компенсацией собственной температуры, так что он может соответствовать широкому диапазону испытательного материала коэффициентов теплового расширения. Этот сплав поставляется с номерами температурной компенсации – (S-T-C) 00, 03, 05, 06, 13, 30, 40 и 50. Эти числа температурной компенсации имеют соответствующие тепловые коэффициенты, выраженные в частях на миллион. , по длине на градус Цельсия, Кельвина или Фаренгейта.

Фото 2 – Константан
Источник – micc.cc

Воздействие константана на здоровье

Константан оказывает определенное негативное воздействие на здоровье человека и животных. Если животные вдыхают медную пыль из этого сплава, это может привести к гемолизу эритроцитов и отложению гемофусцина в поджелудочной железе и печени.

Для нормального человека воздействие никеля может представлять некоторую опасность для здоровья. Поскольку никель является подтвержденным канцерогеном, он может вызывать рак у людей. Еще одна распространенная проблема – повышенная чувствительность к никелю. Это может вызвать аллергию и дерматит, легочную астму, воспалительные реакции и конъюнктивит.

Оказывает острое воздействие и на другие части тела. Некоторые из его вредных эффектов:

Глаза – порошкообразная пыль может вызвать абразивное раздражение глаз

Кожа – Нет хронического воздействия на здоровье

Проглатывание – Никель имеет низкую пероральную токсичность, медь может вызывать рвоту и тошноту.

Вдыхание. Сообщалось об определенных случаях астмы из-за вдыхания никелевой и медной пыли. Существует высокая вероятность респираторной сенсибилизации.

Меры предосторожности

При хранении константана необходимо соблюдать определенные меры предосторожности. Хранить его следует в прохладном и сухом месте, в плотно закрытой таре. После работы с константаном руки следует тщательно вымыть водой с мылом. Прикасайтесь к константановым проводам в перчатках и не допускайте прямого контакта.

Ссылки:

http://en.wikipedia.org/wiki/Constantan

https://www.alloywire.com/products/ni-span-c-alloy-902/

https://www.merriam-webster.com/dictionary/constantan

https://www.dictionary.com/browse/constantan

http://www.espimetals.com/index.php/ msds/535-constantan

http://www.sisweb.com/ms/sis/thermocu.htm

http://www.finishing.com/412/53.shtml

Constantan – 45Ni-55Cu – Свойства и Использует

Константан представляет собой медно-никелевый сплав, обычно состоящий из 55 % меди и 45 % никеля и определенных незначительных количеств дополнительных элементов для достижения точных (почти постоянных) значений для температурный коэффициент удельного сопротивления . Это означает, что его главной особенностью является низкое термическое изменение его удельного сопротивления, которое остается постоянным в широком диапазоне температур. Известны и другие сплавы с аналогичными низкотемпературными коэффициентами, например манганин.

Этот сплав имеет высокое удельное электрическое сопротивление (4,9 x 10 ⁻⁷ Ом·м), достаточно высокое для достижения подходящих значений сопротивления даже в очень малых сетях, самый низкий температурный коэффициент сопротивления и самую высокую термо-ЭДС (также известную как эффект Зеебека) против платины любого из медно-никелевых сплавов. Из-за первых двух из этих свойств он используется для электрических резисторов и термопар из-за последнего свойства. Термопары представляют собой электрические устройства, состоящие из двух разнородных электрических проводников, образующих электрический переход. Термопара создает зависящее от температуры напряжение из-за термоэлектрического эффекта, который можно интерпретировать как измерение температуры.

Например, константан является отрицательным элементом термопары типа J, а железо — положительным. Термопары типа J используются для термообработки. Кроме того, константан является отрицательным элементом термопары типа Т, а медь — положительным. Эти термопары используются при криогенных температурах.

В ядерных реакторах термопары размещаются в заранее выбранных местах для измерения температуры теплоносителя на выходе тепловыделяющей сборки для использования при контроле радиального разделения мощности активной зоны и теплоносителя. Но в этом случае термопары должны выдерживать нейтронное облучение. Таким образом, предпочтительны термопары типа Е (хромель-алюмель) или другие специальные термопары.

Свойства константана – 45Ni-55Cu

Свойства материала являются интенсивными свойствами , что означает, что они не зависят от количества массы и могут варьироваться от места к месту в системе в любой момент. Материаловедение включает в себя изучение структуры материалов и связывание их с их свойствами (механическими, электрическими и т. д.). Как только материаловед узнает об этой корреляции структура-свойство, он может приступить к изучению относительных характеристик материала в данном приложении. Основными факторами, определяющими структуру материала и, следовательно, его свойства, являются входящие в его состав химические элементы и то, как он был обработан до конечной формы.

Механические свойства константана – 45Ni-55Cu

Материалы часто выбирают для различных применений, поскольку они имеют желаемое сочетание механических характеристик. Для структурных применений свойства материалов имеют решающее значение, и инженеры должны их учитывать.

Прочность константана – 45Ni-55Cu

В механике материалов прочность материала – это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. прочность материалов в основном рассматривает взаимосвязь между внешними нагрузками , приложенными к материалу, и результирующей деформацией или изменением размеров материала. Прочность  материала  — это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации.

Предел прочности при растяжении

Предел прочности при растяжении константана – 45Ni-55Cu сильно зависит от процедуры термической обработки, но для отожженного сплава составляет около 420 МПа.

Предел прочности при растяжении является максимальным на инженерной кривой напряжения-деформации. Это соответствует максимальному напряжению , которое может выдержать конструкция при растяжении. Предельная прочность на растяжение часто сокращается до «предельной прочности» или даже до «предельной». Если это напряжение приложить и поддерживать, произойдет перелом. Часто это значение значительно превышает предел текучести (на 50–60 % превышает предел текучести для некоторых типов металлов). Когда пластичный материал достигает предела прочности, он испытывает сужение, когда площадь поперечного сечения локально уменьшается. Кривая напряжение-деформация не содержит более высокого напряжения, чем предел прочности. Несмотря на то, что деформации могут продолжать увеличиваться, напряжение обычно уменьшается после достижения предела прочности. Это интенсивное свойство; следовательно, его значение не зависит от размеров испытуемого образца. Однако это зависит от других факторов, таких как подготовка образца, наличие или отсутствие поверхностных дефектов, температура тестовой среды и материала. Предел прочности при растяжении варьируется от 50 МПа для алюминия до 3000 МПа для очень высокопрочных сталей.

Предел текучести

Предел текучести константана – 45Ni-55Cu сильно зависит от процедуры термической обработки, но для отожженного сплава составляет около 150 МПа.

Точка текучести — это точка на кривой напряжения-деформации, которая указывает предел упругого поведения и начало пластического поведения. Предел текучести или предел текучести — это свойство материала, определяемое как напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться. Напротив, предел текучести — это место, где начинается нелинейная (упругая + пластическая) деформация. Перед пределом текучести материал упруго деформируется и возвращается к своей первоначальной форме после снятия приложенного напряжения. Как только предел текучести пройден, некоторая часть деформации будет постоянной и необратимой. Некоторые стали и другие материалы демонстрируют явление, называемое явлением предела текучести. Пределы текучести варьируются от 35 МПа для низкопрочного алюминия до более 1400 МПа для очень высокопрочной стали.

Модуль упругости Юнга

Модуль упругости Юнга константана – 45Ni-55Cu составляет около 162 ГПа.

Модуль упругости Юнга представляет собой модуль упругости при растяжении и сжатии в режиме линейной упругости при одноосной деформации и обычно оценивается испытаниями на растяжение. Вплоть до предельного напряжения тело сможет восстановить свои размеры при снятии нагрузки. Приложенные напряжения заставляют атомы в кристалле перемещаться из своего положения равновесия. Все атомы смещены на одинаковую величину и сохраняют свою относительную геометрию. Когда напряжения снимаются, все атомы возвращаются в исходное положение, и никакой остаточной деформации не происходит. Согласно закон Гука, напряжение пропорционально деформации (в упругой области), а наклон модуль Юнга . Модуль Юнга равен продольному напряжению, деленному на деформацию.

Твердость константана – 45Ni-55Cu

Твердость константана по Роквеллу – 45Ni-55Cu составляет примерно 50 HRB.

Тест на твердость по Роквеллу — один из наиболее распространенных тестов на твердость с вдавливанием, разработанный для определения твердости. В отличие от теста Бринелля, тестер Роквелла измеряет глубину проникновения индентора при большой нагрузке (большая нагрузка) по сравнению с проникновением, достигнутым при предварительном нагружении (незначительная нагрузка). Незначительная нагрузка устанавливает нулевое положение. Основная нагрузка применяется и снимается при сохранении второстепенной нагрузки. Разница между глубиной проникновения до и после приложения основной нагрузки используется для расчета Число твердости по Роквеллу . То есть глубина проникновения и твердость обратно пропорциональны. Главным преимуществом твердости по Роквеллу является ее способность напрямую отображать значения твердости . Результатом является безразмерное число, обозначаемое как HRA, HRB, HRC и т. д., где последняя буква соответствует соответствующей шкале Роквелла.

Испытание Rockwell C выполняется с пенетратором Brale ( алмазный конус 120° ) и основной нагрузкой 150 кг.

Термические свойства константана – 45Ni-55Cu

Термические свойства материалов относятся к реакции материалов на изменения их температуры и приложение тепла. Когда твердое тело поглощает энергию в виде тепла, его температура повышается, а его размеры увеличиваются. Но различных материалов реагируют на приложение тепла по-разному .

Теплоемкость, тепловое расширение и теплопроводность часто имеют решающее значение при практическом использовании твердых тел.

Температура плавления константана – 45Ni-55Cu

Температура плавления константана – 45Ni-55Cu составляет около 1210°С.

В общем, плавление  является фазовым переходом  вещества из твердого состояния в жидкое. точка плавления вещества — это температура, при которой происходит это фазовое превращение. Точка плавления   также определяет состояние, при котором твердое тело и жидкость могут существовать в равновесии.

Теплопроводность константана – 45Ni-55Cu

Теплопроводность константана – 45Ni-55Cu составляет 21 Вт/(м·К).

Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются свойством, называемым теплопроводностью , k (или λ), измеряемой в Вт/м·K . Это мера способности вещества передавать тепло через материал путем теплопроводности. Обратите внимание, что закон Фурье применим ко всей материи, независимо от ее состояния (твердое, жидкое или газообразное). Поэтому его также определяют как жидкости и газы.

Теплопроводность большинства жидкостей и твердых тел зависит от температуры. Для паров это также зависит от давления. Всего:

Большинство материалов практически однородны. Поэтому обычно мы можем написать k = k (T) . Аналогичные определения связаны с теплопроводностями в направлениях y и z (ky, kz), но для изотропного материала теплопроводность не зависит от направления переноса, kx = ky = kz = k.

Температурный коэффициент сопротивления константана

Температурный коэффициент сопротивления (TCR), который описывает, насколько его значение изменяется при изменении его изменение температуры константана – 45Ni-55Cu составляет ± 30 ppm/°C. Обычно он выражается в единицах ppm /°C ( частей на миллион на градус Цельсия).

Коэффициент теплового расширения константана

Линейный коэффициент теплового расширения константана при температуре от 25 до 105°C составляет 14,9 x 10 ^-6 K ^-1 .

Тепловое расширение обычно представляет собой тенденцию материи изменять свои размеры в ответ на изменение температуры. Обычно его выражают в виде доли изменения длины или объема на единицу изменения температуры. Тепловое расширение характерно для твердых тел, жидкостей и газов. В отличие от газов или жидкостей, твердые материалы, как правило, сохраняют свою форму при тепловом расширении. А коэффициент линейного расширения  обычно используется для описания расширения твердого тела, в то время как коэффициент объемного расширения более полезен для жидкости или газа.

Коэффициент линейного теплового расширения определяется как:

, где L  – это конкретная длина, а dL/dT  – скорость изменения этого линейного размера на единицу изменения температуры.

Удельное электрическое сопротивление константана

Удельное электрическое сопротивление константана – 45Ni-55Cu составляет 4,9 x 10 ⁻⁷ Ом·м, что достаточно для достижения подходящих значений сопротивления даже в очень маленьких сетях.

Удельное электрическое сопротивление  и его обратное значение, электропроводность , является фундаментальным свойством материала, которое количественно определяет, насколько сильно он сопротивляется или проводит поток электрического тока. Низкое удельное сопротивление указывает на то, что материал легко пропускает электрический ток. Символ удельного сопротивления обычно представляет собой греческую букву ρ (ро). Единицей удельного электрического сопротивления в системе СИ является ом-метр (Ом⋅м). Обратите внимание, что удельное электрическое сопротивление — это не то же самое, что электрическое сопротивление. Электрическое сопротивление выражается в Омах. В то время как удельное сопротивление является свойством материала, сопротивление является свойством объекта.

Ссылки:

Материаловедение:

Министерство энергетики США, Материаловедение. Справочник по основам Министерства энергетики, том 1 и 2. Январь 1993 г.

Министерство энергетики США, материаловедение. Справочник по основам Министерства энергетики, том 2 и 2. Январь 1993 г.
Уильям Д. Каллистер, Дэвид Г. Ретвиш. Материаловедение и инженерия: введение, 9-е издание, Wiley; 9 издание (4 декабря 2013 г.), ISBN-13: 978-1118324578.
Эберхарт, Марк (2003). Почему все ломается: понимание мира по тому, как он разваливается. Гармония. ISBN 978-1-4000-4760-4.
Гаскелл, Дэвид Р. (1995). Введение в термодинамику материалов (4-е изд.). Издательство Тейлор и Фрэнсис. ISBN 978-1-56032-992-3.
Гонсалес-Виньяс, В. и Манчини, Х.Л. (2004). Введение в материаловедение. Издательство Принстонского университета. ISBN 978-0-691-07097-1.
Эшби, Майкл; Хью Шерклифф; Дэвид Себон (2007). Материалы: инженерия, наука, обработка и дизайн (1-е изд.