Kanthal AF sakausējums 837 rezistohm alchrome Y fecral sakausējums

Kanthal AF ir ferīta dzelzs-hroma-alumīnija sakausējums (FeCrAl sakausējums), kas paredzēts lietošanai temperatūrā līdz 1300°C (2370°F). Sakausējumam raksturīga lieliska oksidācijas izturība un ļoti laba formas stabilitāte, kas nodrošina ilgu elementa kalpošanas laiku.

Kan-thal AF parasti izmanto elektriskajos sildelementos rūpnieciskajās krāsnīs un sadzīves tehnikā.

Pielietojuma piemēri ierīču nozarē ir atvērti vizlas elementi tosteriem, fēniem, līkumainos elementos ventilatora sildītājiem un kā atvērtas spoles elementi uz šķiedras izolācijas materiāla keramikas stikla augšējos sildītājos dažādos diapazonos, keramiskajos sildītājos vārīšanas plāksnēm, spirālēm. uz formētas keramiskās šķiedras plīts plāksnēm ar keramiskām plīts virsmām, piekaramos spoļu elementos ventilatora sildītājiem, piekaramos taisnās stieples elementos radiatoriem, konvekcijas sildītājiem, dzeloņcūku elementos karstā gaisa pistolēm, radiatoriem, veļas žāvētājiem.

Kopsavilkums Šajā pētījumā ir izklāstīts komerciālā FeCrAl sakausējuma (Kanthal AF) korozijas mehānisms atkausēšanas laikā slāpekļa gāzē (4.6) 900 °C un 1200 °C temperatūrā. Tika veikti izotermiskie un termocikliskie testi ar dažādiem kopējiem ekspozīcijas laikiem, sildīšanas ātrumiem un atlaidināšanas temperatūrām. Oksidācijas tests gaisā un slāpekļa gāzē tika veikts ar termogravimetrisko analīzi. Mikrostruktūru raksturo skenējošā elektronu mikroskopija (SEM-EDX), Augera elektronu spektroskopija (AES) un fokusēta jonu stara (FIB-EDX) analīze. Rezultāti liecina, ka korozijas progresēšana notiek, veidojot lokalizētus pazemes nitridācijas reģionus, kas sastāv no AlN fāzes daļiņām, kas samazina alumīnija aktivitāti un izraisa trauslumu un izslāņošanos. Al-nitrīda veidošanās un Al-oksīda skalas augšanas procesi ir atkarīgi no atkausēšanas temperatūras un sildīšanas ātruma. Tika konstatēts, ka FeCrAl sakausējuma nitridēšana ir ātrāks process nekā oksidēšana atkausēšanas laikā slāpekļa gāzē ar zemu skābekļa parciālo spiedienu un ir galvenais sakausējuma degradācijas cēlonis.

Ievads FeCrAl sakausējumi (Kanthal AF ®) ir labi pazīstami ar savu izcilo oksidācijas izturību paaugstinātā temperatūrā. Šī lieliskā īpašība ir saistīta ar termodinamiski stabila alumīnija oksīda nogulšņu veidošanos uz virsmas, kas aizsargā materiālu pret turpmāku oksidēšanos [1]. Neskatoties uz izcilajām izturības pret koroziju īpašībām, no FeCrAl bāzes sakausējumiem ražoto komponentu kalpošanas laiks var tikt ierobežots, ja detaļas bieži tiek pakļautas termiskai cikliskumam paaugstinātā temperatūrā [2]. Viens no iemesliem ir tas, ka kaļķakmens veidojošais elements, alumīnijs, tiek patērēts sakausējuma matricā apakšzemes zonā, jo atkārtoti notiek termošoka plaisāšana un alumīnija oksīda skalas pārveidošana. Ja atlikušais alumīnija saturs samazinās zem kritiskās koncentrācijas, sakausējums vairs nevar pārveidot aizsargājošo skalu, kā rezultātā notiek katastrofāla oksidēšanās, veidojot strauji augošus dzelzs un hroma bāzes oksīdus [3,4]. Atkarībā no apkārtējās atmosfēras un virsmas oksīdu caurlaidības tas var veicināt turpmāku iekšējo oksidāciju vai nitridēšanu un nevēlamu fāžu veidošanos pazemes reģionā [5]. Han un Jangs ir parādījuši, ka alumīnija oksīda skalas veidojošos Ni Cr Al sakausējumos, termiskās cikla laikā paaugstinātā temperatūrā gaisa atmosfērā veidojas sarežģīts iekšējās oksidācijas un nitridācijas modelis [6,7], īpaši sakausējumos, kas satur spēcīgus nitrīda veidotājus, piemēram, Al. un Ti [4]. Ir zināms, ka hroma oksīda skalas ir slāpekļa caurlaidīgas, un Cr2 N veidojas vai nu kā apakšslānis, vai kā iekšējās nogulsnes [8,9]. Sagaidāms, ka šī ietekme būs smagāka termiskā cikla apstākļos, kas izraisa oksīda skalas plaisāšanu un samazina tā kā slāpekļa barjeras efektivitāti [6]. Tādējādi korozijas uzvedību nosaka konkurence starp oksidāciju, kas izraisa aizsargājoša alumīnija oksīda veidošanos/uzturēšanu, un slāpekļa iekļūšanu, kas izraisa sakausējuma matricas iekšēju nitridēšanu, veidojoties AlN fāzei [6,10], kas izraisa alumīnija oksīda izšļakstīšanos. šajā reģionā AlN fāzes augstākas termiskās izplešanās dēļ salīdzinājumā ar sakausējuma matricu [9]. Pakļaujot FeCrAl sakausējumus augstām temperatūrām atmosfērā ar skābekli vai citiem skābekļa donoriem, piemēram, H2O vai CO2, dominējošā reakcija ir oksidēšanās, un veidojas alumīnija oksīda nogulsnes, kas paaugstinātā temperatūrā ir necaurlaidīgas pret skābekli vai slāpekli un nodrošina aizsardzību pret to iekļūšanu sakausējuma matrica. Bet, ja tiek pakļauta reducēšanas atmosfērai (N2+H2) un aizsargājošai alumīnija oksīda plaisai, sākas lokāla atdaloša oksidācija, veidojoties neaizsargājošiem Cr un Feriha oksīdiem, kas nodrošina labvēlīgu ceļu slāpekļa difūzijai ferīta matricā un veidošanās. AlN fāzes [9]. Aizsargājošo (4.6) slāpekļa atmosfēru bieži izmanto FeCrAl sakausējumu rūpnieciskajā lietošanā. Piemēram, pretestības sildītāji termiskās apstrādes krāsnīs ar aizsargājošu slāpekļa atmosfēru ir FeCrAl sakausējumu plašā pielietojuma piemērs šādā vidē. Autori ziņo, ka FeCrAlY sakausējumu oksidācijas ātrums ir ievērojami lēnāks, atkvēlinot atmosfērā ar zemu skābekļa parciālo spiedienu [11]. Pētījuma mērķis bija noskaidrot, vai atkausēšana (99,996%) slāpekļa (4,6) gāzē (Messer® spec. piemaisījumu līmenis O2 + H2O < 10 ppm) ietekmē FeCrAl sakausējuma (Kanthal AF) izturību pret koroziju un cik lielā mērā tas ir atkarīgs. par atkausēšanas temperatūru, tās svārstībām (termiskā cikliskums) un sildīšanas ātrumu.