Електропровідність і електричний опір для заліза, сталей і суперсплавів

Електропровідність та електричний опір для різних металів і сплавів є важливими характеристиками, які визначають, наскільки добре матеріал проводить електричний струм. Ці властивості змінюються в залежності від складу матеріалу, його структури та температури.

1. Залізо

  • Електропровідність: приблизно 10,0 × 10⁶ Сименс на метр (См/м).
  • Електричний опір: близько 1,0 × 10⁻⁶ Ом·м.

Залізо має досить хорошу провідність, але значно поступається таким металам, як мідь або алюміній.

2. Сталеві сплави

Електричні властивості сталей значною мірою залежать від їхнього складу та обробки. Залізо в сталях доповнюється іншими елементами (вуглецем, хромом, марганцем, нікелем тощо), що впливає на електропровідність.

  • Низьковуглецева сталь (звичайна сталь):
    • Електропровідність: приблизно 6,0–7,0 × 10⁶ См/м.
    • Електричний опір: близько 1,4–1,7 × 10⁻⁶ Ом·м.
  • Нержавіюча сталь (наприклад, сталевий сплав AISI 304 або 316):
    • Електропровідність: близько 1,4–1,6 × 10⁶ См/м (набагато нижча за звичайну сталь, через додавання хрому та нікелю).
    • Електричний опір: приблизно 6,0–7,2 × 10⁻⁶ Ом·м.

Зазначимо, що стали з високим вмістом хрому або нікелю мають значно нижчу електропровідність, оскільки ці елементи знижують здатність металу проводити електричний струм.

3. Суперсплави

Суперсплави зазвичай містять багато різних елементів, таких як нікель, хром, молібден, титан і інші, що надають їм особливі властивості, такі як висока стійкість до корозії та термічна стійкість. Однак ці елементи часто знижують електропровідність.

  • Нікелеві суперсплави (наприклад, Inconel):
    • Електропровідність: приблизно 1,3–1,6 × 10⁶ См/м.
    • Електричний опір: близько 6,2–7,7 × 10⁻⁶ Ом·м.
  • Кобальтові суперсплави (наприклад, Haynes):
    • Електропровідність: зазвичай 1,2–1,5 × 10⁶ См/м.
    • Електричний опір: приблизно 6,5–7,8 × 10⁻⁶ Ом·м.

Суперсплави, зокрема нікелеві та кобальтові, мають низьку електропровідність, оскільки їхня композиція зазвичай оптимізована для термічних та механічних властивостей, а не для електричної провідності.

Порівняння електропровідності:

  • Мідь (Cu): 58,0 × 10⁶ См/м (найкраща електропровідність серед металів).
  • Алюміній (Al): 35,0 × 10⁶ См/м.
  • Залізо (Fe): 10,0 × 10⁶ См/м.
  • Нержавіюча сталь: 1,4–1,6 × 10⁶ См/м.
  • Суперсплави: 1,2–1,6 × 10⁶ См/м.
матеріал провідність опір
(% IACS) (Сіменс / м) (Ом * м)
Залізо і чавун
Залізо чисте 18.00 1.044 * 10 7 9.579 * 10 -8
У злитку Iron Ingot (непр.назв.ignot) (99.9% Fe) 15.60 9.048 * 10 6 1.105 * 10 -7
Низьковуглецеві білий чавун 3.25 5.300 * 10 -7
Мартенситне хромо-нікелева (стое) залізо / martensitic nickel-chromium iron 2.16 8.000 * 10 -7
Висококремниста чавун / high-silicon iron 3.45 5.000 * 10 -7
Залізо-нікелеві сплави / h igh-nickel iron 1.0-1.2 1.4 * 10 -6 –1.7 * 10 -6
Хромо-нікелеве крем’янисті залізо / nickel-chromium-silicon iron 1.0-1.2 1.5 * 10 -6 –1.7 * 10 -6
Алюмінієво-залізні сплави / high-aluminum iron 0.72 2.400 * 10 -6
Кременистий чавун / medium-silicoon ductile iron 2.0-3.0 5.8 * 10 -7 –8.7 * 10 -7
Ніель-залізні сплави / high-nickel ductile (20% Ni) 1.69 1.020 * 10 -6
Вуглецеві і низьколеговані сталі. AISI
1008 (Відпалений) 11.81 1.460 * 10 -7
1010 12.06 1.430 * 10 -7
1015 (Відпалений) 10.84 1.590 * 10 -7
1016 (Відпалений) 10.78 1.600 * 10 -7
1018 (Відпалений) 10.84 1.590 * 10 -7
1020 10.84 1.590 * 10 -7
1022 (Відпалений) 10.84 1.590 * 10 -7
1025 (Відпалений) 10.84 1.590 * 10 -7
Тисяча двадцять дев’ять (Відпалений) 10.78 1.600 * 10 -7
1030 (Відпалений) 10.39 1.660 * 10 -7
1035 (Відпалений) 10.58 1.630 * 10 -7
1040 (Відпалений) 10.78 1.600 * 10 -7
1042 (Відпалений) 10.08 1.710 * 10 -7
Тисячі сорок три (Відпалений) 10.58 1.630 * 10 -7
1045 (Відпалений) 10.64 1.620 * 10 -7
1046 10.58 1.630 * 10 -7
1050 (Відпалений) 10.58 1.630 * 10 -7
1055 10.58 1.630 * 10 -7
1060 9.58 1.800 * 10 -7
1065 10.58 1.630 * 10 -7
1070 10.26 1.680 * 10 -7
1078 (Відпалений) 9.58 1.800 * 10 -7
1080 9.58 1.800 * 10 -7
1095 9.58 1.800 * 10 -7
1137 10.14 1.700 * 10 -7
1141 10.14 1.700 * 10 -7
1151 10.14 1.700 * 10 -7
1524 8.29 2.080 * 10 -7
1524 (Відпалений) 10.78 1.600 * 10 -7
1552 10.58 1.630 * 10 -7
4130 (Загартована і відпущена) 7.73 2.230 * 10 -7
4140 (Загартована і відпущена) 7.84 2.200 * 10 -7
4626 (Нормалізована і відпущена) 8.62 2.000 * 10 -7
4815 6.63 2.600 * 10 -7
5132 8.21 2.100 * 10 -7
5140 (Загартована і відпущена) 7.56 2.280 * 10 -7
Холоднодеформовані нержавіючі стали відпалені AISI
201 2.50 6.900 * 10 -7
202 2.50 6.900 * 10 -7
301 2.39 7.200 * 10 -7
302 2.39 7.200 * 10 -7
302B 2.39 7.200 * 10 -7
303 2.39 7.200 * 10 -7
304 2.39 7.200 * 10 -7
302Cu 2.39 7.200 * 10 -7
304N 2.39 7.200 * 10 -7
304 2.50 1.450 * 10 6 6.897 * 10 -7
304 2.50 1.450 * 10 6 6.897 * 10 -7
305 2.39 7.200 * 10 -7
308 2.39 7.200 * 10 -7
309 2.21 7.800 * 10 -7
310 2.21 7.800 * 10 -7
314 2.24 7.700 * 10 -7
316 2.33 7.400 * 10 -7
316N 2.33 7.400 * 10 -7
316 2.30 1.334 * 10 6 7.496 * 10 -7
317 2.33 7.400 * 10 -7
317L 2.18 7.900 * 10 -7
321 2.39 7.200 * 10 -7
329 2.30 7.500 * 10 -7
330 1.69 1.020 * 10 -6
347 2.36 7.300 * 10 -7
347 2.40 1.392 * 10 6 7.184 * 10 -7
384 2.18 7.900 * 10 -7
405 2.87 6.000 * 10 -7
410 3.02 5.700 * 10 -7
414 2.46 7.000 * 10 -7
416 3.02 5.700 * 10 -7
420 3.13 5.500 * 10 -7
429 2.92 5.900 * 10 -7
430 2.87 6.000 * 10 -7
430F 2.87 6.000 * 10 -7
431 2.39 7.200 * 10 -7
434 2.87 6.000 * 10 -7
436 2.87 6.000 * 10 -7
439 2.74 6.300 * 10 -7
440A 2.87 6.000 * 10 -7
440C 2.87 6.000 * 10 -7
444 2.78 6.200 * 10 -7
446 2.57 6.700 * 10 -7
PH 13-8 Mo 1.69 1.020 * 10 -6
15-5 PH 2.24 7.700 * 10 -7
17-4 PH 2.16 8.000 * 10 -7
17-7 PH 2.08 8.300 * 10 -7
Холоднодеформовані і спечені суперсплави (супераллоі, супералоі)
Elgiloy 1.73 9.950 * 10 -7
Hastelloy Хастеллой “A” 1.40 8.120 * 10 5 1.232 * 10 -6
Hastelloy Хастеллой “B” і “C” 1.30 7.540 * 10 5 1.326 * 10 -6
Hastelloy Хастеллой “D” 1.50 8.700 * 10 5 1.149 * 10 -6
Hastelloy Хастеллой “X” 1.50 8.700 * 10 5 1.149 * 10 -6
Haynes 150 2.13 8.100 * 10 -7
Haynes 188 1.87 9.220 * 10 -7
Haynes 230 1.38 1.250 * 10 -6
Incoloy 800 Інкаллой 1.74 9.890 * 10 -7
Incoloy 825 1.53 1.130 * 10 -6
Incoloy 903 2.83 6.100 * 10 -7
Incoloy 907 2.47 6.970 * 10 -7
Incoloy 909 2.37 7.280 * 10 -7
Inconel 600 інконель 1.70 9.860 * 10 5 1.014 * 10 -6
Inconel 600 1.67 1.030 * 10 -6
Inconel 601 1.45 1.190 * 10 -6
Inconel 617 1.41 1.220 * 10 -6
Inconel 625 1.34 1.290 * 10 -6
Inconel 690 11.65 1.480 * 10 -7
Inconel 718 1.38 1.250 * 10 -6
Inconel X750 1.41 1.220 * 10 -6
L-605 1.94 8.900 * 10 -7
M-252 1.58 1.090 * 10 -6
MP35N 1.71 1.010 * 10 -6
Nimonic? 263 1.50 1.150 * 10 -6
Nimonic 105 1.32 1.310 * 10 -6
Nimonic 115 1.24 1.390 * 10 -6
Nimonic 75 1.39 1.240 * 10 -6
Nimonic 80A 1.36 1.270 * 10 -6
Nimonic 90 1.46 1.180 * 10 -6
Nimonic PE.16 1.57 1.100 * 10 -6
Nimonic PK.33 1.37 1.260 * 10 -6
Rene 41 1.32 1.308 * 10 -6
Stellite 6B Стелліт, стелить 1.89 9.100 * 10 -7
Udimet 500 1.43 1.203 * 10 -6
Waspaloy 1.39 1.240 * 10 -6
  • Залізо та сталі мають значно нижчу електропровідність порівняно з міддю та алюмінієм.
  • Нержавіючі сталі та суперсплави мають ще нижчу електропровідність, що пов’язано з їхньою складною металургійною структурою, що сприяє підвищеній стійкості до корозії та високих температур.

Дещо інше: