Kanthal AF ötvözet 837 Resistohm Alchrome y Fecral ötvözet

A Kanthal AF egy ferrit vas-króm-alumínium ötvözet (FECRAL ötvözet), amely 1300 ° C-ig (2370 ° F) hőmérsékleten történő felhasználásra. Az ötvözetet kiváló oxidációs ellenállás és nagyon jó forma stabilitása jellemzi, ami hosszú elem élettartamát eredményezi.

A kan-thal AF-t általában az ipari kemencékben és az otthoni készülékekben lévő elektromos fűtési elemekben használják.

Példa arra, hogy a készülékiparban az alkalmazások nyitott csillám elemekben vannak a kenyérpirítók, a hajszárítók számára, a ventilátor fűtőberendezések kanyargós alakú elemeiben és a rostszigetelő anyagok nyitott tekercseként a kerámia üveg felső fűtőberendezésekben, a kerámia fűtőelemekhez, a fűtőbemutatókhoz, az öntött kerámia roston lévő főzőlapokhoz, a szurkoló kourgákhoz, a szurkított koilákban, a szurkoló kourikusokhoz, a szurkoló kourgákhoz, a szurkoló koilákban, a szurkoló koilákban, a szurkolóhelyekhez, a szurkolóhelyekhez, a szurkolókon, a szurkolókon, a gyanúkat, a gyanúsított coiles -t. Fűtőkészülékek, sertéses elemekben forró levegőnövények, radiátorok, szárítók.

Absztrakt A jelen tanulmányban a nitrogéngáz -lágyítás során (4,6) 900 ° C -on és 1200 ° C -on a nitrogéngázban lágyítás során a kereskedelmi fecrális ötvözet (Kanthal AF) korróziós mechanizmusa felvázolja. Izotermikus és termo-ciklusos teszteket végeztünk a teljes expozíciós idővel, a fűtési sebességgel és az izzítási hőmérsékletekkel. Az oxidációs tesztet a levegőben és a nitrogéngázban termogravimetrikus elemzéssel végeztük. A mikroszerkezetet pásztázó elektronmikroszkóppal (SEM-EDX), Auger elektronspektroszkópiával (AES) és fókuszált ionnyaláb (FIB-EDX) elemzés jellemzi. Az eredmények azt mutatják, hogy a korrózió progressziója a lokalizált felszín alatti nitridációs régiók képződésével történik, amelyek Aln fázisú részecskékből állnak, ami csökkenti az alumínium aktivitást, és öblítést és spallációt okoz. Az al-nitridképződés és az Al-oxid skála növekedésének folyamata a lágyítástól és a fűtési sebességtől függ. Megállapítottuk, hogy a FECRAL ötvözet nitridációja gyorsabb folyamat, mint az oxidáció az alacsony oxigén részleges nitrogéngázban történő lágyítás során, és az ötvözet lebomlásának fő oka.

BEVEZETÉS A FECRAL alapú ötvözetek (Kanthal AF ®) jól ismertek kiemelkedő oxidációs ellenállásukról megemelkedett hőmérsékleten. Ez a kiváló tulajdonság a termodinamikailag stabil alumínium -oxid -skála képződéséhez kapcsolódik a felületen, amely védi az anyagot a további oxidációval szemben [1]. A kiváló korrózióállósági tulajdonságok ellenére a FECRAL alapú ötvözetekből gyártott alkatrészek élettartama korlátozható, ha az alkatrészeket gyakran megemelkedett hőmérsékleten termikus ciklusnak teszik ki [2]. Ennek egyik oka az, hogy az alumínium skála-formáló elemét az ötvözet mátrixában fogyasztják a felszín alatti területen, az alumínium-oxid-skála ismételt termo-sokkolásának és megreformálása miatt. Ha a fennmaradó alumíniumtartalom a kritikus koncentráció alatt csökken, az ötvözet már nem tudja megreformálni a védő skálát, és katasztrofális áttörési oxidációt eredményez a gyorsan növekvő vas- és króm-alapú oxidok képződésével [3,4]. A környező atmoszférától és a felszíni oxidok permeabilitásától függően ez megkönnyítheti a belső oxidációt vagy nitridációt, valamint a nem kívánt fázisok kialakulását a felszín alatti régióban [5]. Han és Young bebizonyították, hogy az alumínium -oxid méretarányában a Ni Cr Al ötvözetek komplex mintája alakul ki a belső oxidáció és a nitridációhoz [6,7] a hőciklus során megnövekedett hőmérsékleten légkörben, különösen olyan ötvözeteknél, amelyek olyan erős nitrid formátorokat tartalmaznak, mint az AL és a TI [4]. A króm-oxid-mérlegekről ismert, hogy nitrogén-áteresztő, és a CR2 N szub-skála rétegként vagy belső csapadékként képződik [8,9]. Ez a hatás várhatóan súlyosabb lesz a termikus ciklus körülmények között, amelyek oxid -skála repedéséhez vezetnek és csökkentik annak hatékonyságát a nitrogén akadályaként [6]. A korróziós viselkedést tehát az oxidáció közötti verseny szabályozza, amely a védő alumínium -oxid képződéshez/karbantartáshoz és a nitrogén behatolásához vezet az ötvözet mátrix belső nitridációjához az ALN fázis kialakulásával [6,10], ami az Aln fázis nagyobb termikus termikus kiterjesztése miatt az ötvözetű matrixhoz képest. Amikor az oxigén vagy más oxigén donorokkal, például H2O -val vagy CO2 -vel rendelkező atmoszférák magas hőmérsékleteinek kitettek a fecrális ötvözeteket, az oxidáció a domináns reakció, és az alumínium -oxid -skála formák, amelyek áthatolhatók az oxigénre vagy a nitrogénre megnövekedett hőmérsékleten, és védelmet nyújtanak a behatolásuk ellen az ötvözött mátrixba. De ha a redukciós légkörnek (N2+H2) és a védő alumínium-oxid-skála repednek vannak kitéve, akkor egy helyi kitörési oxidáció nem védekező CR és ferich-oxidok kialakulásával kezdődik, amelyek kedvező utat biztosítanak a nitrogén diffúziójához a ferrit mátrixba és az ALN fázis képződésére [9]. A védő (4.6) nitrogén atmoszférát gyakran alkalmazzák a FECRAL ötvözetek ipari alkalmazásában. Például a védő nitrogén atmoszférával rendelkező hőkezelő kemencékben rezisztencia fűtőberendezések példát mutatnak a FECRAL ötvözetek széles körű alkalmazására egy ilyen környezetben. A szerzők beszámolnak, hogy a fecraly ötvözetek oxidációs sebessége jelentősen lassabb, ha alacsony oxigén részleges nyomású légkörben izzulnak [11]. A vizsgálat célja annak meghatározása volt, hogy a (99,996%) nitrogén (4,6) gáz (Messer® specifikációja O2 + H2O <10 ppm) lágyításában befolyásolja-e a fecrális ötvözet korrózióállóságát (Kanthal AF), és milyen mértékben függ az izzító hőmérséklettől, annak variációjától (hőkezelés) és a melegítési sebességtől.