Spiralförmiger elektrischer Widerstand aus NiCr-Legierung, 1 – 5 MΩ, für Heizelemente von Klimaanlagen
1. Allgemeine Materialbeschreibung
Constantanist eine Kupfer-Nickel-Legierung, die auch bekannt ist alsEureka,Vorauszahlung, UndFähreEs besteht üblicherweise aus 55 % Kupfer und 45 % Nickel. Sein Hauptmerkmal ist sein spezifischer Widerstand, der über einen weiten Temperaturbereich konstant ist. Andere Legierungen mit ähnlich niedrigen Temperaturkoeffizienten sind bekannt, wie beispielsweise Manganin (Cu).86Mn12Ni2).
Zur Messung sehr großer Dehnungen ab 5 % (50.000 Mikrosträngen) wird üblicherweise geglühter Konstantan (P-Legierung) als Gittermaterial verwendet. Konstantan in dieser Form ist sehrduktilBei Messlängen ab 3,2 mm (0,125 Zoll) können Dehnungen von über 20 % auftreten. Es ist jedoch zu beachten, dass die P-Legierung unter hohen zyklischen Dehnungen mit jedem Zyklus eine bleibende Widerstandsänderung aufweist und eine entsprechende Änderung verursacht.nullVerschiebung im Dehnungsmessstreifen. Aufgrund dieser Eigenschaft und der Neigung zu vorzeitigem Gitterversagen bei wiederholter Dehnung wird die P-Legierung üblicherweise nicht für Anwendungen mit zyklischer Dehnung empfohlen. Die P-Legierung ist mit STC-Werten von 08 bzw. 40 für die Anwendung auf Metallen bzw. Kunststoffen erhältlich.
2. Einführung und Anwendungen im Frühjahr
Eine Spiralfeder, auch Unruhfeder genannt, in einem Wecker.
Eine Spiralfeder. Bei Kompression gleiten die Windungen übereinander, wodurch ein längerer Federweg ermöglicht wird.
Vertikale Spiralfedern des Stuart-Tanks
Zugfedern in einem gefalteten Linienhallgerät.
Ein Torsionsstab verdrehte sich unter Last
Blattfeder an einem LKW
Federn lassen sich danach klassifizieren, wie die Lastkraft auf sie einwirkt:
Zugfeder – die Feder ist so konstruiert, dass sie unter Zugbelastung arbeitet, sodass sich die Feder beim Beaufschlagen der Last dehnt.
Druckfeder – ist so konstruiert, dass sie unter Druckbelastung arbeitet, sodass sich die Feder bei Belastung verkürzt.
Torsionsfeder – im Gegensatz zu den oben genannten Federtypen, bei denen die Last eine axiale Kraft ist, ist die auf eine Torsionsfeder wirkende Last ein Drehmoment oder eine Drehkraft, und das Ende der Feder dreht sich beim Aufbringen der Last um einen Winkel.
Konstante Feder – die unterstützte Last bleibt während des gesamten Auslenkungszyklus gleich.
Variable Feder – der Widerstand der Spule gegenüber Belastung ändert sich während der Kompression.
Bei Federn mit variabler Steifigkeit kann der Widerstand der Spule gegenüber der Last dynamisch verändert werden, beispielsweise durch das Steuerungssystem. Einige dieser Federn verändern auch ihre Länge und bieten dadurch zusätzlich eine Betätigungsfähigkeit.
Sie können auch anhand ihrer Form klassifiziert werden:
Flachfeder – diese Art wird aus flachem Federstahl hergestellt.
Bearbeitete Feder – Diese Federart wird durch Drehen und/oder Fräsen von Stangenmaterial hergestellt, anstatt gewickelt zu werden. Da sie bearbeitet wird, kann die Feder neben dem elastischen Element weitere Merkmale aufweisen. Bearbeitete Federn sind für die typischen Belastungsfälle wie Druck/Zug, Torsion usw. erhältlich.
Serpentinenfeder – ein Zickzackmuster aus dickem Draht – wird häufig in modernen Polstermöbeln verwendet.
3. Chemische Zusammensetzung und Haupteigenschaften der Cu-Ni-Legierung mit niedrigem Widerstand
| Eigenschaften | CuNi1 | CuNi2 | CuNi6 | CuNi8 | CuMn3 | CuNi10 | |
| Chemische Hauptzusammensetzung | Ni | 1 | 2 | 6 | 8 | _ | 10 |
| Mn | _ | _ | _ | _ | 3 | _ | |
| Cu | Bal | Bal | Bal | Bal | Bal | Bal | |
| Maximale Dauerbetriebstemperatur (°C) | 200 | 200 | 200 | 250 | 200 | 250 | |
| Spezifischer Widerstand bei 20 °C (Ωmm²/m) | 0,03 | 0,05 | 0,10 | 0,12 | 0,12 | 0,15 | |
| Dichte (g/cm3) | 8.9 | 8.9 | 8.9 | 8.9 | 8.8 | 8.9 | |
| Wärmeleitfähigkeit (α×10-6/oC) | <100 | <120 | <60 | <57 | <38 | <50 | |
| Zugfestigkeit (MPa) | ≥210 | ≥220 | ≥250 | ≥270 | ≥290 | ≥290 | |
| EMK vs. Cu (μV/°C) (0~100°C) | -8 | -12 | -12 | -22 | _ | -25 | |
| Ungefährer Schmelzpunkt (°C) | 1085 | 1090 | 1095 | 1097 | 1050 | 1100 | |
| Mikrographische Struktur | Austenit | Austenit | Austenit | Austenit | Austenit | Austenit | |
| Magnetische Eigenschaften | nicht | nicht | nicht | nicht | nicht | nicht | |
| Eigenschaften | CuNi14 | CuNi19 | CuNi23 | CuNi30 | CuNi34 | CuNi44 | |
| Chemische Hauptzusammensetzung | 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 | |
| Maximale Dauerbetriebstemperatur (°C) | 300 | 300 | 300 | 350 | 350 | 400 | |
| Spezifischer Widerstand bei 20 °C (Ωmm²/m) | 0,20 | 0,25 | 0,30 | 0,35 | 0,40 | 0,49 | |
| Dichte (g/cm3) | 8.9 | 8.9 | 8.9 | 8.9 | 8.9 | 8.9 | |
| Wärmeleitfähigkeit (α×10-6/oC) | <30 | <25 | <16 | <10 | <0 | <-6 | |
| Zugfestigkeit (MPa) | ≥310 | ≥340 | ≥350 | ≥400 | ≥400 | ≥420 | |
| EMK vs. Cu (μV/°C) (0~100°C) | -28 | -32 | -34 | -37 | -39 | -43 | |
| Ungefährer Schmelzpunkt (°C) | 1115 | 1135 | 1150 | 1170 | 1180 | 1280 | |
| Mikrographische Struktur | Austenit | Austenit | Austenit | Austenit | Austenit | Austenit | |
| Magnetische Eigenschaften | nicht | nicht | nicht | nicht | nicht | nicht | |


150 0000 2421