Kanthal af sakausējums 837 pretestība alchrome y Fecral sakausējums

Kanthal AF ir ferītisks dzelzs-hroma-alumīnija sakausējums (fekrālais sakausējums) lietošanai temperatūrā līdz 1300 ° C (2370 ° F). Sakausējumam ir raksturīga lieliska pretestība oksidācijai un ļoti laba formas stabilitāte, kā rezultātā ilgstošs elements ir ilgs elements.

Kan-thal AF parasti izmanto elektriskās sildīšanas elementos rūpnieciskās krāsnīs un sadzīves tehnikā.

Lietojumprogrammu piemērs ierīču nozarē ir atvērti vizlas elementos tosteriem, matu žāvētājiem, līkumainiem formas elementiem ventilatoru sildītājiem un kā atklāti spoles elementi uz šķiedru izolācijas materiāla keramikas stikla augšdaļas sildītājiem diapazonos, keramikas sildītājiem vārīšanas plāksnēm, aizturētiem sildītājiem, kas atrodas uz sildītājiem, kas atrodas uz sildītājiem, kas ir aizturēti ar apšuvumiem, kas ir aizturēti ar apšuvumiem. Radiatoriem, konvekcijas sildītājiem, cūku elementos karstā gaisa pistolēm, radiatoriem, veļas žāvētājiem.

Šajā pētījumā ir aprakstīts komerciālā fekrālā sakausējuma (Kanthal AF) korozijas mehānisms slāpekļa gāzes atkvēlināšanas laikā (4,6) 900 ° C un 1200 ° C temperatūrā. Tika veikti izotermiskie un termo-cikliskie testi ar mainīgu kopējo ekspozīcijas laiku, apkures ātrumu un atkvēlināšanas temperatūru. Oksidācijas tests gaisa un slāpekļa gāzē tika veikts ar termogravimetrisko analīzi. Mikrostruktūru raksturo skenējoša elektronu mikroskopija (SEM-EDX), Auger elektronu spektroskopija (AES) un fokusēta jonu staru (FIB-EDX) analīze. Rezultāti rāda, ka korozijas progresēšana notiek, veidojot lokalizētus zemūdens nitridācijas reģionus, kas sastāv no ALN fāzes daļiņām, kas samazina alumīnija aktivitāti un izraisa empalitāciju un spallāciju. Al-nitrīda veidošanās un al-oksīda mēroga augšanas procesi ir atkarīgi no atkvēlināšanas temperatūras un sildīšanas ātruma. Tika konstatēts, ka fekrālā sakausējuma nitridācija ir ātrāks process nekā oksidācija atkvēlināšanas laikā slāpekļa gāzē ar zemu skābekļa daļēju spiedienu un ir galvenais sakausējuma sadalīšanās cēlonis.

Ievads Fecral - balstīti sakausējumi (Kanthal AF ®) ir labi pazīstami ar augstāko oksidācijas izturību paaugstinātā temperatūrā. Šis lieliskais īpašums ir saistīts ar termodinamiski stabilas alumīnija oksīda skalas veidošanos uz virsmas, kas aizsargā materiālu pret turpmāku oksidāciju [1]. Neskatoties uz augstākajām korozijas pretestības īpašībām, no fekrālas ražoto komponentu kalpošanas laiku var ierobežot, ja daļas bieži tiek pakļautas termiskajam ciklam paaugstinātā temperatūrā [2]. Viens no iemesliem ir tas, ka skalas veidošanas elements Alumīnijs tiek patērēts sakausējuma matricā zemūdens apgabalā, pateicoties atkārtotai termo-šoka plaisāšanai un alumīnija oksīda skalas reformēšanai. Ja atlikušais alumīnija saturs samazinās zem kritiskās koncentrācijas, sakausējums vairs nevar reformēt aizsargājošo skalu, kā rezultātā rodas katastrofiska pārtraukuma oksidācija, veidojot strauji augošu uz dzelzi bāzes un hromu bāzes oksīdus [3,4]. Atkarībā no apkārtējās atmosfēras un virsmas oksīdu caurlaidības, tas var atvieglot turpmāku iekšējo oksidāciju vai nitridāciju un nevēlamu fāžu veidošanos zemes virsmas reģionā [5]. Han un Young ir parādījuši, ka alumīnija oksīda mērogā, kas veido ni cr, sakausējumus, attīstās sarežģīts iekšējās oksidācijas un nitridācijas modelis [6,7] termiskās ciklinga laikā paaugstinātā temperatūrā gaisa atmosfērā, it 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 apakšmēra slānis, vai arī kā iekšējās nogulsnes [8,9]. Paredzams, ka šis efekts būs smagāks termiskās ciklinga apstākļos, kas noved pie oksīda mēroga plaisāšanas un samazina tā efektivitāti kā barjeru slāpeklim [6]. Tādējādi korozijas izturēšanos regulē konkurence starp oksidāciju, kas noved pie aizsargājošās alumīnija oksīda veidošanās/uzturēšanas, un slāpekļa iekļūšana, kas izraisa sakausējuma matricas iekšēju nitridāciju, veidojot ALN fāzi [6,10], kas noved pie šī reģiona spallēšanas augstāka termiskā izplešanās Aln fāzē, salīdzinot ar Alloy Matrix [9]. Pakļaujot fekrālos sakausējumus augstai temperatūrai atmosfērā ar skābekli vai citiem skābekļa donoriem, piemēram, H2O vai CO2, oksidācija ir dominējošā reakcija, un alumīnija oksīda mēroga formas, kas ir necaurlaidīgas skābekļa vai slāpekļa līmenim paaugstinātā temperatūrā un nodrošina aizsardzību pret to iejaukšanos sakausējuma matricā. Bet, ja tas ir pakļauts reducētam atmosfērai (N2+H2) un aizsargājošu alumīnija oksīda mēroga plaisu, vietējā pārtraukuma oksidācija sākas ar bez aizsardzības Cr un Ferich oksīdu veidošanos, kas nodrošina labvēlīgu ceļu slāpekļa difūzijai ferīta matricā un ALN ​​fāzes veidošanos [9]. Aizsardzības (4.6.) Slāpekļa atmosfēra bieži tiek izmantota fekrālo sakausējumu rūpnieciskajā pielietojumā. Piemēram, pretestības sildītāji termiskās apstrādes krāsnīs ar aizsargājošu slāpekļa atmosfēru ir piemērs tam, kā šādā vidē ir plaši izplatīta fekrālā sakausējumu pielietošana. Autori ziņo, ka fekrāliju sakausējumu oksidācijas ātrums ir ievērojami lēnāks, atkvēlinot atmosfēru ar zemu skābekļa daļēju spiedienu [11]. Pētījuma mērķis bija noteikt, vai atkvēlināšana (99,996%) slāpekļa (4.6) gāze (Messer® spec. Piemaisījumu līmenis O2 + H2O <10 ppm) ietekmē fekrālā sakausējuma (Kanthal AF) korozijas izturību un cik lielā mērā tas ir atkarīgs no atkvēlināšanas temperatūras, tā variācijas (termiski-ciklu) un siltuma ātruma.