Kanthal AF zliatiny 837 ResistOHM Alchróm y fecral zliatiny

Kanthal AF je zliatina feritického železa-chromium-hlinium (zliatina fekrálov) na použitie pri teplotách až do 1300 ° C (2370 ° F). Zliatina sa vyznačuje vynikajúcou oxidačnou rezistenciou a veľmi dobrou stabilitou formy, ktorá vedie k dlhej životnosti prvkov.

Kan-thal AF sa zvyčajne používa v elektrických vykurovacích prvkoch v priemyselných peciach a domácich spotrebičoch.

Príklad aplikácií v odvetví zariadení sa nachádza v otvorených prvkoch sľudov pre hriankovače, sušičky vlasov, v prvkoch v tvare meandrov pre ohrievače ventilátorov a ako otvorené prvky cievky na izolačnom materiáli v keramickom skle v horných ohrievach v rozsahoch, v keramických ohrievačoch pre varné platne, cievky na formované keramické vlákno pre varenie platne s keramickými hobojmi, v podielových tokoch pre rukovä Ohrievače konvekcie, v prvkoch oživení pre horúce vzduchové zbrane, radiátory, bubnové sušičky.

Abstrakt V tejto štúdii je načrtnutý mechanizmus korózie komerčnej zliatiny fekrálu (Kanthal AF) počas žíhania v plynnom dusíku (4,6) pri 900 ° C a 1200 ° C. Uskutočnili sa izotermické a termo-cyklické testy s rôznymi celkovými časmi expozície, rýchlosťami zahrievania a teplotou žíhania. Oxidačný test vo vzduchu a plyne dusíka sa uskutočňoval termogravimetrickou analýzou. Mikroštruktúra je charakterizovaná skenovacou elektrónovou mikroskopiou (SEM-EDX), AUGER ELEKTRONOVÁ SPEKTROSKOPA (AES) a analýzou iónového lúča (FIB-EDX). Výsledky ukazujú, že k progresii korózie dochádza prostredníctvom tvorby lokalizovaných podpovrchových nitridačných oblastí, ktoré sa skladajú z častíc ALN fázy, ktoré znižujú aktivitu hliníka a spôsobuje kresťanie a spalovanie. Procesy tvorby al-nitridov a rastu mierky al-oxidu závisia od teploty žíhania a rýchlosti zahrievania. Zistilo sa, že nitridácia zliatiny fekrálu je rýchlejší proces ako oxidácia počas žíhania v dusíkovom plyne s nízkym parciálnym tlakom kyslíka a predstavuje hlavnú príčinu degradácie zliatiny.

ÚVOD FECRAL - Zliatiny založené (Kanthal AF®) sú dobre známe svojou vynikajúcou oxidačnou rezistenciou pri zvýšených teplotách. Táto vynikajúca vlastnosť súvisí s tvorbou termodynamicky stabilnej stupnice hlinitého na povrchu, ktorá chráni materiál pred ďalšou oxidáciou [1]. Napriek vynikajúcim vlastnostiam odolnosti proti korózii môže byť životnosť komponentov vyrobených z zliatin na báze Fecralu obmedzená, ak sú časti často vystavené tepelnej cyklovaniu pri zvýšených teplotách [2]. Jedným z dôvodov je to, že prvok formovania stupnice, hliník, sa konzumuje v zliatinovej matrici v podpovrchovej oblasti v dôsledku opakovaného praskania a reformy hlinitého stupnice. Ak zostávajúci obsah hliníka klesá pod kritickou koncentráciou, zliatina už nemôže reformovať ochrannú stupnicu, čo má za následok katastrofickú odtrhnutú oxidáciu tvorbou rýchlo rastúcich oxidov na báze železa a chrómu [3,4]. V závislosti od okolitej atmosféry a priepustnosti povrchových oxidov to môže uľahčiť ďalšiu vnútornú oxidáciu alebo nitridáciu a tvorbu nežiaducich fáz v podpovrchovej oblasti [5]. Han a Young ukázali, že v mierke hlinitého tvoriaceho zliatiny sa vyvíja komplexný vzorec vnútornej oxidácie a nitridácie [6,7] počas tepelného cyklovania pri zvýšených teplotách v atmosfére vzduchu, najmä v zliatinách, ktoré obsahujú silné formovače nitridov ako AL a TI [4]. Je známe, že šupiny oxidu chrómu sú priepustné dusík a CR2 N sa tvorí buď ako podskupina alebo ako vnútorná zrazenina [8,9]. Možno očakávať, že tento účinok bude závažnejší pri tepelných cyklovacích podmienkach, ktoré vedú k prasknutiu oxidovej stupnice a zníženiu jeho účinnosti ako bariéry dusíka [6]. Korózne správanie sa teda riadi konkurenciou medzi oxidáciou, ktorá vedie k ochrannej tvorbe/údržbe hlinitého a dusíka, ktorý vedie k vnútornej nitridácii zliatinovej matrice tvorbou ALN fázy [6,10], ktorá vedie k spallácii tejto oblasti v dôsledku vyššej tepelnej expanzie ALN fázy v porovnaní s ally matrixom [9]. Pri vystavení zliatiny fekrálov vysokým teplotám v atmosfére s kyslíkom alebo inými darcami kyslíka, ako je H2O alebo CO2, je oxidácia dominantnou reakciou a formy mierky hlinitého, čo je nepriepustné pre kyslík alebo dusík pri zvýšených teplotách a poskytujú ochranu proti ich intrúzii do leteckej matrice. Ale ak je vystavená redukčnej atmosfére (N2+H2) a trhlinou ochranou hlinitou, miestna odtrhávacia oxidácia začína tvorbou netro protektívnych oxidov CR a Ferich, ktoré poskytujú priaznivú cestu pre difúziu dusíka do feritickej matrice a tvorba ALN fázy [9]. Ochranná (4.6) atmosféra dusíka sa často uplatňuje pri priemyselnej aplikácii zliatin FECRAL. Napríklad ohrievače rezistencie v peciach na ošetrenie tepelným ošetrením s ochrannou atmosférou dusíka sú príkladom rozšírenej aplikácie zliatiny fekrálov v takomto prostredí. Autori uvádzajú, že rýchlosť oxidácie zliatin fecraly je pri žíhaní v atmosfére s nízkymi parciálnymi tlakmi kyslíka podstatne pomalšia [11]. Cieľom štúdie bolo určiť, či žíhanie (99,996%) dusíka (4.6) (Messer® Spec. Specif. Úroveň nečistôt O2 + H2O <10 ppm) ovplyvňuje odolnosť proti korózii fecralovej zliatiny (Kanthal AF) a do akej miery závisí od teploty žíhania, jeho variácie (termálne-cylingové zliatiny) a zahrievania.