Удельное сопротивление нержавеющей стали таблица


Введение

наверх
Целью данной статьи является знакомство с некоторыми из наиболее распространённых материалов для намотки спиралей, их предназначением и характеристиками.

Некоторые материалы подходят только для режима мощности (вариватта), другие только для температурного контроля и один из материалов подходит для обоих режимов.

Техническая информация, указанная в статье, предназначена для вейперов среднего уровня и выше, позволяет определиться с подбором материала спирали и облегчает настройку устройств.

Основное внимание будет уделено одножильным проволокам для вейпинга.

Проволоки из вольфрама и NiFe также могут использоваться в вейпинге, но они достаточно «капризные» в использовании и не имеют особых преимуществ по сравнению с более распространёнными материалами.

Основные характеристики проволоки

наверх
Существует несколько основных характеристик, которые применимы ко всем видам проволок, независимо от их состава. Это диаметр проволоки, её сопротивление, время разогрева материала и температурный коэффициент сопротивления.

Диаметр проволоки

Одной из основных характеристик любой проволоки является фактический диаметр. Его обычно указывают как Gauge (ga) или AWG, выражается числовым значением.

Чем выше числовое значение, тем тоньше проволока. Например, AWG 26 тоньше AWG 24, но толще AWG 28.

Наиболее распространённые размеры от наименьшего диаметра к наибольшему: 32 (0.2 мм), 30 (0.25 мм), 28 (0.32 мм), 26 (0.4 мм), 24 (0.51 мм) и 22 (0.64 мм). Также существуют и другие, даже нечётные размеры.

Сопротивление

По мере увеличения диаметра проволоки уменьшается её сопротивление и увеличивается масса, поэтому времени для разогрева потребуется больше.

К примеру, тонкие проволоки 32 ga и 30 ga будут иметь более высокое сопротивление и нагреваться быстрее, чем 26 ga и 24 ga.

Так же нужно понимать, что чем больше проволоки используется, тем выше будет сопротивление. Это важно при намотке спиралей, так как чем больше витков, тем выше сопротивление койла.

Время нагрева

Время нагрева – это характеристика, показывающая как быстро спираль достигнет необходимой температуры для испарения жидкости.

Как правило, это более заметно на сложных многожильных спиралях, таких как Staggered Fused Clapton, но также можно увидеть разницу во времени разогрева и на обычных одножильных койлах по мере увеличения размера и массы проволоки.

Использование разных материалов так же влияет на время разогрева спирали, так как различается внутреннее сопротивление металлов.

В режиме вариватта проволоки из нержавеющей стали разогреваются быстрее, за ними следуют проволоки их нихрома и медленнее всего разогревается кантал.

TCR

В режиме температурного контроля, чтобы определить какие ток и мощность подавать на спираль, вейп-девайсы «опираются» на характеристики материала проволоки.

Для режима термоконтроля подбираются проволоки исходя из их температурного коэффициента сопротивления (TCR).

TCR проволоки – это параметр, показывающий насколько увеличится сопротивление спирали при повышении температуры. Устройство знает какое было сопротивление холодной спирали и какой материал используется.

При нагреве (по мере повышения температуры) сопротивление спирали увеличивается и мод понимает, что спираль стала слишком горячая и уменьшает подачу тока, чтобы предотвратить гарик.

Все типы проволок имеют параметр TCR, но увеличение сопротивления корректно может быть измерено только в материалах для температурного контроля.

Низколегированные стали

Низколегированные стали способны чуть более сильно сопротивляться прохождению электричества, чем углеродистые. Их удельное электросопротивление составляет (20…43)·10-8 Ом·м при комнатной температуре.

Следует отметить марки стали этого типа, которые наиболее плохо проводят электрический ток — это 18Х2Н4ВА и 50С2Г. Однако при высоких температурах, способность проводить электрический ток у сталей, приведенных в таблице, практически не различается.
Удельное электрическое сопротивление низколегированных сталей ρэ·108, Ом·м

Марка стали2010030050070090011001300
15ХФ28,142,160,683,3
30Х2125,941,763,693,4114,5120,5125,1
12ХН233365267112
12ХН329,667116
20ХН324294666123
30ХН326,831,746,968,198,1114,8120,1124,6
20ХН4Ф36415672102118
18Х2Н4ВА4144587397115
30Г220,825,942,164,594,6114,3120,2125
12МХ24,627,440,659,8
40Х3М33,148,269,596,2
20Х3ФВМ39,854,474,398,2
50С2Г42,94760,178,8105,7119,7124,9128,9
30Н327,1324767,999,2114,9120,4124,8

Кантал (фехраль)

наверх

Проволока из кантала представляет собой ферритный железо-хромо-алюминиевый сплав (FeCrAl) с хорошей устойчивостью к окислению и используется в режиме вариватта.

Это хороший материал для создания собственных спиралей на обслуживаемые баки, дрипки и тому подобное, особенно для начинающих.

С канталом легко работать, он достаточно жёсткий, чтобы сохранять форму при намотке, а также это весьма популярный материал для изготовления одножильных спиралей.

Кантал является недорогим и широкодоступным материалом, он есть в наличии в большинстве вейп-шопов и интернет-магазинов.

  • Работает в режиме вариватта;
  • Простота в использовании;
  • Хорошо удерживает форму;
  • Широкая доступность;
  • Недорогой;
  • Не совместим с термоконтролем.

Нихром

наверх

Проволока из нихрома так же, как и кантал, является отличным материалом для режима вариватта. Представляет собой сплав из никеля и хрома, может содержать железо. Широко используется в стоматологии.

Нихром выпускается в разных марках, но наиболее популярной в вейпинге является марка Ni80 (80% никеля и 20% хрома).

При нагреве нихром очень похож на кантал, но имеет более низкое сопротивление и быстрее нагревается. Его легко наматывать, он хорошо держит форму спирали.

Однако температура плавления нихрома ниже, чем у кантала. При прожиге следует быть аккуратным, подавать небольшое напряжение короткими импульсами, чтобы спираль не оплавилась.

Ещё одним возможным недостатком нихрома является содержание никеля, этот материал может не подойти людям с аллергией на никель.

Раньше нихром был менее распространённым, чем кантал. Сейчас он набрал популярность, особенно при изготовлении сложных намоток, и его очень легко найти в вейп-шопах и интернет-магазинах.

  • Более быстрый разогрев, чем у кантала;
  • Простота в использовании;
  • Хорошо удерживает форму;
  • Широкая доступность;
  • Недорогой;
  • Не совместим с термоконтролем;
  • Содержание никеля;
  • Более низкая температура плавления.

Удельное электрическое сопротивление стали при различных температурах

Представлены таблицы значений удельного электрического сопротивления сталей различных типов и марок в зависимости от температуры — в диапазоне от 0 до 1350°С.

В общем случае, удельное сопротивление определяется только составом вещества и его температурой, оно численно равно полному сопротивлению изотропного проводника, имеющего длину 1 м и площадь поперечного сечения 1 м2.

Удельное электрическое сопротивление стали существенно зависит от состава и температуры. При повышении температуры этого металла увеличивается частота и амплитуда колебаний атомов кристаллической решетки, что создает дополнительное сопротивление прохождению электрического тока через толщу сплава. Поэтому, с ростом температуры сопротивление стали увеличивается.

Изменение состава стали и процента содержания в ней легирующих добавок значительно сказывается на величине электросопротивления. Например, углеродистые и низколегированные стали в несколько раз лучше проводят электрический ток, чем высоколегированные и жаропрочные, которые имеют высокое содержание никеля и хрома.

Углеродистые стали

Углеродистые стали при комнатной температуре, как уже было сказано, имеют низкое удельное электросопротивление за счет высокого содержания железа. При 20°С значение их удельного сопротивления находится в диапазоне от 13·10-8 (для стали 08КП) до 20·10-8 Ом·м (для У12).

При нагревании до температур более 1000°С способность углеродистых сталей проводить электрический ток сильно снижается. Величина сопротивления возрастает на порядок и может достигать значения 130·10-8 Ом·м.

Удельное электрическое сопротивление углеродистых сталей ρэ·108, Ом·мТемпература, °ССталь 08КПСталь 08Сталь 20Сталь 40Сталь У8Сталь У12

01213,215,9161718,4
201314,216,917,11819,6
5014,715,918,718,919,821,6
10017,81921,922,123,225,2
15021,322,425,425,726,829
20025,226,329,229,630,833,3
25029,530,533,433,935,137,9
30034,135,238,138,739,843
35039,340,243,243,84548,3
40044,845,848,749,350,554
45050,951,854,655,356,560
50057,558,460,161,962,866,5
55064,865,768,268,969,973,4
60072,573,475,876,677,280,2
65080,781,683,784,485,287,8
70089,890,592,593,293,596,4
750100,3101,1105107,9110,5113
800107,3108,1109,4111,1112,9115
850110,4111,1111,8113,1114,8117,6
900112,4113113,6114,9116,4119,6
950114,2114,8115,2116,6117,8121,2
1000116116,5116,7117,9119,1122,6
1050117,5117,9118,1119,3120,4123,8
1100118,9119,3119,4120,7121,4124,9
1150120,3120,7120,7122122,3126
1200121,7122121,9123123,1127,1
1250123123,3122,9124123,8128,2
1300124,1124,4123,9124,6128,7
1350125,2125,3125,1125129,5

Низколегированные стали

Низколегированные стали способны чуть более сильно сопротивляться прохождению электричества, чем углеродистые. Их удельное электросопротивление составляет (20…43)·10-8 Ом·м при комнатной температуре.

Следует отметить марки стали этого типа, которые наиболее плохо проводят электрический ток — это 18Х2Н4ВА и 50С2Г. Однако при высоких температурах, способность проводить электрический ток у сталей, приведенных в таблице, практически не различается.

Удельное электрическое сопротивление низколегированных сталей ρэ·108, Ом·мМарка стали2010030050070090011001300

15ХФ28,142,160,683,3
30Х2125,941,763,693,4114,5120,5125,1
12ХН233365267112
12ХН329,667116
20ХН324294666123
30ХН326,831,746,968,198,1114,8120,1124,6
20ХН4Ф36415672102118
18Х2Н4ВА4144587397115
30Г220,825,942,164,594,6114,3120,2125
12МХ24,627,440,659,8
40Х3М33,148,269,596,2
20Х3ФВМ39,854,474,398,2
50С2Г42,94760,178,8105,7119,7124,9128,9
30Н327,1324767,999,2114,9120,4124,8

Высоколегированные стали

Высоколегированные стали имеют удельное электрическое сопротивление в несколько раз выше чем углеродистые и низколегированные. По данным таблицы видно, что при температуре 20°С его величина составляет (30…86)·10-8 Ом·м.

При температуре 1300°С сопротивление высоко- и низко- легированных сталей становится почти одинаковым и не превышает 131·10-8 Ом·м.

Удельное электрическое сопротивление высоколегированных сталей ρэ·108, Ом·мМарка стали2010030050070090011001300

Г1368,375,693,195,2114,7123,8127130,8
Г20Х12Ф72,379,291,2101,5109,2
Г21Х15Т82,495,6104,5112119,2
Х13Н13К1090100,8109,6115,4119,6
Х19Н10К4790,598,6105,2110,8
Р1841,947,262,781,5103,7117,3123,6128,1
ЭХ123136537597119
40Х10С2М (ЭИ107)8691101112122

Хромистые нержавеющие стали

Хромистые нержавеющие стали имеют высокую концентрацию атомов хрома, что увеличивает их удельное сопротивление — электропроводность такой нержавеющей стали не высока. При обычных температурах ее сопротивление составляет (50…60)·10-8 Ом·м.

Удельное электрическое сопротивление хромистых нержавеющих сталей ρэ·108, Ом·мМарка стали2010030050070090011001300

Х1350,658,476,993,8110,3115119125,3
2Х1358,865,38095,2110,2
3Х1352,259,576,993,5109,9114,6120,9125
4Х1359,164,678,894108

Хромоникелевые аустенитные стали

Хромоникелевые аустенитные стали также являются нержавеющими, но за счет добавки никеля имеют удельное сопротивление почти в полтора раза выше, чем у хромистых — оно достигает величины (70…90)·10-8 Ом·м.

Удельное электрическое сопротивление хромоникелевых нержавеющих сталей ρэ·108, Ом·мМарка стали201003005007009001100

12Х18Н974,389,1100,1109,4114
12Х18Н9Т72,379,291,2101,5109,2
17Х18Н97273,592,5103111,5118,5
Х18Н11Б84,697,6107,8115
Х18Н9В7177,691,6102,6111,1117,1122
4Х14НВ2М (ЭИ69)81,587,5100110117,5
1Х14Н14В2М (ЭИ257)82,495,6104,5112119,2
1х14Н18М3Т89100107,5115
36Х18Н25С2 (ЭЯ3С)98,5105,5110117,5
Х13Н25М2В2103112,1118,1121
Х7Н25 (ЭИ25)109115121127
Х2Н35 (ЭИ36)87,592,5103110116120,5
Н2884,289,199,6107,7114,2118,4122,5

Жаропрочные и жаростойкие стали

По своим электропроводящим свойствам жаропрочные и жаростойкие стали близки к хромоникелевым. Высокое содержание в этих сплавах хрома и никеля не позволяет им проводить электрический ток, подобно обычным углеродистым с высокой концентрацией железа.

Значительное удельное электросопротивление и высокая рабочая температура таких сталей делают возможным их применение в качестве рабочих элементов электрических нагревателей. В частности, сталь 20Х23Н18 по своему сопротивлению и жаростойкости в некоторых случаях способна заменить такой популярный сплав для нагревателей, как нихром Х20Н80.

Удельное электрическое сопротивление жаропрочных и жаростойких сталей ρэ·108, Ом·мТемпература, °С15Х25Т (ЭИ439)15Х28 (ЭИ349)40Х9С2 (ЭСХ8)Х25С3Н (ЭИ261)20Х23Н18 (ЭИ 417)Х20Н35

0106
207580
10097
20098113
400102105120
600113115124
800122121128
900123
1000127132

Источники:

Нержавеющая сталь

наверх

Проволоки их нержавеющей стали являются самыми универсальными. Они могут использоваться как в режиме вариватта, так и в режиме температурного контроля.

Представляют собой сплав из хрома, никеля и углерода. Никеля в нержавеющей стали содержится всего порядка 10%, но людям с аллергией на никель лучше не рисковать.

Существует множество вариаций проволок из нержавеющей стали. В вейпинге наиболее популярными являются марки SS316L и SS317L. Другие марки, такие как 304 и 430, также используются в вейпинге, но довольно редко.

Спирали из нержавеющей стали хорошо держат форму. Подобно нихрому имеют более быстрый разогрев, чем у кантала, из-за более низкого сопротивления при том же диаметре проволоки.

Следует иметь в виду, что при прожиге или чистке спирали не следует сильно нагревать нержавеющую сталь, так как это может привести к высвобождению нежелательных химических соединений.

Лучшим вариантом будет сделать спираль с расстоянием между витками (спейс-коил), чтобы не было необходимости в прожиге.

Как и в случае с нихромом и канталом, проволоку из нержавеющей стали можно легко найти в вейп-шопах и интернет-магазинах.

  • Работа в двух режимах: VW (вариватт) или TC (термоконтроль);
  • Более быстрый разогрев, чем у кантала;
  • Простота в использовании;
  • Хорошо удерживает форму;
  • Широкая доступность;
  • Содержание никеля (низкое);
  • Не следует прожигать на высокой мощности.

Высоколегированные стали

Высоколегированные стали имеют удельное электрическое сопротивление в несколько раз выше чем углеродистые и низколегированные. По данным таблицы видно, что при температуре 20°С его величина составляет (30…86)·10 -8 Ом·м.

При температуре 1300°С сопротивление высоко- и низко- легированных сталей становится почти одинаковым и не превышает 131·10 -8 Ом·м.

Удельное электрическое сопротивление высоколегированных сталей ρэ·10 8 , Ом·м

Марка стали2010030050070090011001300
Г1368,375,693,195,2114,7123,8127130,8
Г20Х12Ф72,379,291,2101,5109,2
Г21Х15Т82,495,6104,5112119,2
Х13Н13К1090100,8109,6115,4119,6
Х19Н10К4790,598,6105,2110,8
Р1841,947,262,781,5103,7117,3123,6128,1
ЭХ123136537597119
40Х10С2М (ЭИ107)8691101112122

Выбор проволоки для вариватта

наверх
Большинство вейперов предпочитают использовать режим вариватта, так как он проще. Кантал, нержавеющая сталь и нихром являются тремя самыми популярными материалами для вариватта. Что же выбрать?

Если есть аллергия на никель или подозрения на неё, то следует отдать предпочтение канталу. Полностью отказаться от нихрома и избегать нержавеющей стали, так как хоть содержание никеля в ней не высоко, но лучше быть осторожным.

Канталу вейперы отдают предпочтение уже на протяжении долгого времени из-за простоты использования и более высокого сопротивления, особенно любители тугой сигаретной затяжки. Более долгое время разогрева тут даже больше плюс, так как можно затягиваться медленно и долго.

Нихром и нержавеющая сталь, с другой стороны, отлично подходят для кальянной затяжки и более низкого сопротивления. Это не означает, что эти материалы нельзя использовать для MTL-устройств.

Те, кто любит сабом, предпочитают использовать низкое сопротивление и быстрый нагрев, чему и способствуют нихром и нержавеющая сталь.

Вкусопередача, конечно, дело субъективное, но много отзывов от вейперов о том, что намотки из нихрома и нержавеющей стали обладают лучшей вкусопередачей, чем из кантала.

Хромистые нержавеющие стали

Хромистые нержавеющие стали имеют высокую концентрацию атомов хрома, что увеличивает их удельное сопротивление — электропроводность такой нержавеющей стали не высока. При обычных температурах ее сопротивление составляет (50…60)·10 -8 Ом·м.

Удельное электрическое сопротивление хромистых нержавеющих сталей ρэ·10 8 , Ом·м

Марка стали2010030050070090011001300
Х1350,658,476,993,8110,3115119125,3
2Х1358,865,38095,2110,2
3Х1352,259,576,993,5109,9114,6120,9125
4Х1359,164,678,894108

Никель

наверх

Проволока из никеля, так называемая марка Ni200, представляет собой чистый никель. Этот материал был первым в использовании для режима температурного контроля, а также является первым в списке материалов, которые не могут использоваться в режиме вариватта.

У никеля есть два основных недостатка. К первому недостатку относится мягкость материала – трудно использовать его при создании спиралей, а также после установки спираль легко может деформироваться.

Второй недостаток – это состав материала. С намотками из чистого никеля некоторые люди могут испытывать дискомфорт, кроме того, есть много людей с аллергией на никель или различной степенью чувствительности.

Хотя другие материалы, такие как нихром и нержавеющая сталь, тоже содержат никель, но в них он не является основным компонентом.

Никелевые проволоки до сих пор являются популярными среди любителей термоконтроля и их относительно легко найти в продаже.

  • Работа в режиме температурного контроля;
  • Не очень удобен в использовании;
  • Плохо держит форму;
  • Содержание никеля.

Жаропрочные и жаростойкие стали

По своим электропроводящим свойствам жаропрочные и жаростойкие стали близки к хромоникелевым. Высокое содержание в этих сплавах хрома и никеля не позволяет им проводить электрический ток, подобно обычным углеродистым с высокой концентрацией железа.

Значительное удельное электросопротивление и высокая рабочая температура таких сталей делают возможным их применение в качестве рабочих элементов электрических нагревателей. В частности, сталь 20Х23Н18 по своему сопротивлению и жаростойкости в некоторых случаях способна заменить такой популярный сплав для нагревателей, как нихром Х20Н80.

Удельным сопротивлением металлов считается их способность к противодействию электрическому току, проходящему через них. Единицей измерения данной величины служит Ом*м (Ом-метр). В качестве символа используется греческая буква ρ (ро). Высокие показатели удельного сопротивления означают плохую проводимость электрического заряда тем или иным материалом.

Титан

наверх

Проволока из титана представляет собой чистый титан и предназначена для режима температурного контроля.

Существуют некоторые разногласия, связанные с безопасностью титановой проволоки при использовании в вейпинге.

При нагреве свыше 648 °C (1200 °F), титан может выделять токсичный компонент – диоксид титана. Кроме того, если титан загорелся, его чрезвычайно трудно потушить.

По этой причине некоторые магазины не возят проволоки из титана, чтобы избежать вопросов, связанных с ответственностью и безопасностью.

Тем не менее часть вейперов использует данный материал. Если режим температурного контроля на устройстве работает исправно, то нет повода для беспокойства об отравлении диоксидом титана или его возгорании.

Производители вейп-девайсов уже подумали об этом. Но прожигать спирали из титана точно не стоит!

С титаном легко работать при изготовлении и намотке спиралей, он хорошо удерживает форму. Но при деформации спирали его довольно сложно исправить.

  • Работа в режиме температурного контроля;
  • Простота в использовании;
  • Хорошо удерживает форму;
  • Может быть токсичным;
  • Опасность возгорания;
  • Малая доступность в магазинах.

Выбор проволоки для термоконтроля

наверх
Проволоки из нержавеющей стали являются явными победителями среди других материалов для термоконтроля. Они просты в использовании, хорошо держат форму и работают в двух режимах (TC и VW).

Из-за содержания никеля в нержавеющей стали, хоть и весьма низкого, людям с аллергической реакцией на него скорее всего стоит воздержатся от использования этого материала.

А что делать если есть аллергия на никель, но хочется парить в режиме термоконтроля? В этом случае стоит отдать предпочтение титану. Но всегда стоит помнить, что его нельзя перегревать.

Вывод

наверх
Суть в том, что выбор материала для спирали – это важная переменная при поиске «дзэна» в вейпинге. По факту, нахождение «своего» материала сказывается на положительном опыте парения.

Толщина проволоки и количество витков лишь влияет на скорость разогрева, ток, мощность и сопротивление. Изменяя количество витков, диаметр спирали и толщину проволоки можно получить совершенно новый опыт.

В конечном счёте именно положительный опыт в вейпинге приносит удовольствие от процесса парения.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Для любых предложений по сайту: [email protected]