Константановая лента
Константановая лента — это плоский прокат прямоугольного сечения, изготовленный из сплава на основе меди, никеля и марганца. Основная особенность материала — стабильное высокое удельное электрическое сопротивление, которое почти не меняется при изменении температуры. Это свойство делает продукцию из этого металла незаменимой в производстве электроизмерительных приборов, эталонных резисторов, термопар и компенсационных проводов. Выпуск ленты регламентируется ГОСТ 5189-2018.
Состав и марки
Константан относится к группе медно-никелевых сплавов с высоким электросопротивлением. Основная марка, используемая для производства ленты, — МНМц40-1,5 по ГОСТ 492-2006. В состав сплава входят:
- медь (Cu) — основа (около 57%);
- никель (Ni) — 39–41%;
- марганец (Mn) — 1–2%;
- примеси (железо, кремний, углерод) — не более 0,5%.
Легирование никелем и марганцем обеспечивает стабильность электрических характеристик, а чистота состава гарантирует воспроизводимость свойств.
Сортамент и размеры
ГОСТ 5189-2018 устанавливает следующие параметры константановой ленты:
- толщина — от 0,1 до 2 мм;
- ширина — от 10 до 300 мм;
- длина зависит от толщины — для более толстых отрезков минимальная длина составляет 10, для тонких — от 20 м.
По точности изготовления различают продукцию нормальной и повышенной точности (более строгие допуски по толщине и ширине). По состоянию материала изделие может поставляться в мягком (отожжённом) и твёрдом (нагартованном) состоянии. Качество металлопроката должно соответствовать следующим нормативам:
- удельное электрическое сопротивление — 0,45–0,52 мкОм·м (при 20 °C);
- температурный коэффициент сопротивления (ТКС) — не более 5·10⁻⁵ 1/°C в диапазоне от 20 до 100 °C;
- термо-ЭДС в паре с медью — не более 1 мкВ/°C;
- поверхность — чистая, без трещин, расслоений, закатов и окалины.
Продукция производится при помощи холодной прокатки — листовая заготовка многократно прокатывается через валки без нагревания. Это позволяет достичь нужной ровности полотна и геометрической точности.
Характеристики
Константановая лента обладает комплексом характеристик, определяющих её применение:
- высокое и стабильное удельное сопротивление — меняется менее чем на 5% при нагреве до 300 °C;
- низкий ТКС — сопротивление практически не зависит от температуры;
- высокая термо-ЭДС в паре с медью (используется в термопарах);
- хорошая пластичность — легко гнётся, штампуется и режется;
- устойчивость к коррозии — сплав не окисляется на воздухе до 500 °C;
- прочность: временное сопротивление мягкой ленты 390-590 МПа, твёрдой — от 640 МПа;
- долговечность — стабильность свойств в течение десятилетий.
Благодаря таким качествам прокат из константана является востребованным металлосырьём в точном приборостроении и электротехнике.
Области применения
Лента МНМц40-1.5 используется в производстве прецизионных резисторов, шунтов и добавочных сопротивлений для электроизмерительных приборов. В термометрии из неё изготавливают термопары (в паре с медью, железом или хромелем) для измерения температур до 400–500 °C. В электротехнике её применяют для компенсационных проводов и реостатов. В авиационной и космической промышленности её используют в системах измерения температуры и контроля параметров. В приборостроении ленту из данного сплава задействуют для выпуска деталей точных механизмов и датчиков.