Spiral elektrisk motstånd Nicr-legering 1–5 Mohm för värmeelement i luftkonditionering
Spiral elektrisk motstånd Nicr-legering 1–5 Mohm för värmeelement i luftkonditionering
1. Allmän materialbeskrivning
Konstantanär en koppar-nickellegering även känd somEureka,FörskottochFärjaDen består vanligtvis av 55 % koppar och 45 % nickel. Dess främsta egenskap är dess resistivitet, som är konstant över ett brett temperaturområde. Andra legeringar med liknande låga temperaturkoefficienter är kända, såsom manganin (Cu86Mn12Ni2).
För mätning av mycket stora töjningar, 5 % (50 000 mikrostrian) eller mer, används normalt glödgad konstantan (P-legering). Konstantan i denna form är mycketformbar; och kan i tjocklekar på 0,125 tum (3,2 mm) och längre töjas till >20 %. Man bör dock komma ihåg att P-legeringen under höga cykliska töjningar kommer att uppvisa en permanent resistivitetsförändring med varje cykel och orsaka en motsvarandenollförskjutning i töjningsmätaren. På grund av denna egenskap, och tendensen till förtida nätbrott vid upprepad töjning, rekommenderas P-legering vanligtvis inte för cykliska töjningsapplikationer. P-legering finns med STC-nummer 08 respektive 40 för användning på metaller respektive plaster.
2. Vårens introduktion och tillämpningar
En spiralformad torsionsfjäder, eller hårfjäder, i en väckarklocka.
En spiralfjäder. Under kompression glider spolarna över varandra, vilket ger längre slaglängd.
Vertikala spiralfjädrar från Stuart-tanken
Spännfjädrar i en efterklangsanordning med vikta linjer.
En torsionsstång vriden under belastning
Bladfjäder på en lastbil
Fjädrar kan klassificeras beroende på hur lastkraften appliceras på dem:
Spänn-/förlängningsfjäder – fjädern är konstruerad för att arbeta med en dragbelastning, så fjädern sträcks ut när belastningen appliceras på den.
Tryckfjäder – är konstruerad för att arbeta med en kompressionsbelastning, så fjädern blir kortare allt eftersom belastningen appliceras på den.
Torsionsfjäder – till skillnad från ovanstående typer där lasten är en axiell kraft, är lasten som appliceras på en torsionsfjäder ett vridmoment eller en vridkraft, och fjäderns ände roterar i en vinkel när lasten appliceras.
Konstant fjäderstödd belastning förblir densamma under hela avböjningscykeln.
Variabel fjäder – spolens motstånd mot belastning varierar under kompression.
Fjäder med variabel styvhet – spolens motstånd mot belastning kan varieras dynamiskt, till exempel av styrsystemet. Vissa typer av dessa fjädrar varierar också sin längd, vilket ger även manövreringsförmåga.
De kan också klassificeras baserat på deras form:
Plattfjäder – den här typen är tillverkad av platt fjäderstål.
Bearbetad fjäder – denna typ av fjäder tillverkas genom att bearbeta stångmaterial med svarv och/eller fräsning snarare än lindningsoperation. Eftersom den är bearbetad kan fjädern innehålla funktioner utöver det elastiska elementet. Bearbetade fjädrar kan tillverkas i de typiska belastningsfallen kompression/förlängning, vridning etc.
Serpentinfjäder – en sicksackformad tjock tråd – används ofta i moderna klädsel/möbler.
3. Kemisk sammansättning och huvudsakliga egenskaper hos Cu-Ni lågmotståndslegering
| EgenskaperKlass | CuNi1 | CuNi2 | CuNi6 | CuNi8 | CuMn3 | CuNi10 | |
| Huvudsaklig kemisk sammansättning | Ni | 1 | 2 | 6 | 8 | _ | 10 |
| Mn | _ | _ | _ | _ | 3 | _ | |
| Cu | Bal | Bal | Bal | Bal | Bal | Bal | |
| Max kontinuerlig drifttemperatur (oC) | 200 | 200 | 200 | 250 | 200 | 250 | |
| Resistivitet vid 20°C (Ωmm²/m) | 0,03 | 0,05 | 0,10 | 0,12 | 0,12 | 0,15 | |
| Densitet (g/cm3) | 8,9 | 8,9 | 8,9 | 8,9 | 8,8 | 8,9 | |
| Värmeledningsförmåga (α×10⁻⁶/°C) | <100 | <120 | <60 | <57 | <38 | <50 | |
| Draghållfasthet (Mpa) | ≥210 | ≥220 | ≥250 | ≥270 | ≥290 | ≥290 | |
| EMF kontra Cu(μV/oC)(0~100oC) | -8 | -12 | -12 | -22 | _ | -25 | |
| Ungefärlig smältpunkt (°C) | 1085 | 1090 | 1095 | 1097 | 1050 | 1100 | |
| Mikrografisk struktur | austenit | austenit | austenit | austenit | austenit | austenit | |
| Magnetisk egenskap | icke | icke | icke | icke | icke | icke | |
| EgenskaperKlass | CuNi14 | CuNi19 | CuNi23 | CuNi30 | CuNi34 | CuNi44 | |
| Huvudsaklig kemisk sammansättning | Ni | 14 | 19 | 23 | 30 | 34 | 44 |
| Mn | 0,3 | 0,5 | 0,5 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | |
| Cu | Bal | Bal | Bal | Bal | Bal | Bal | |
| Max kontinuerlig drifttemperatur (oC) | 300 | 300 | 300 | 350 | 350 | 400 | |
| Resistivitet vid 20°C (Ωmm²/m) | 0,20 | 0,25 | 0,30 | 0,35 | 0,40 | 0,49 | |
| Densitet (g/cm3) | 8,9 | 8,9 | 8,9 | 8,9 | 8,9 | 8,9 | |
| Värmeledningsförmåga (α×10⁻⁶/°C) | <30 | <25 | <16 | <10 | <0 | <-6 | |
| Draghållfasthet (Mpa) | ≥310 | ≥340 | ≥350 | ≥400 | ≥400 | ≥420 | |
| EMF kontra Cu(μV/oC)(0~100oC) | -28 | -32 | -34 | -37 | -39 | -43 | |
| Ungefärlig smältpunkt (°C) | 1115 | 1135 | 1150 | 1170 | 1180 | 1280 | |
| Mikrografisk struktur | austenit | austenit | austenit | austenit | austenit | austenit | |
| Magnetisk egenskap | icke | icke | icke | icke | icke | icke | |
