Kanthal AF Alloy 837 Rezistohm Alcrom și Aliaj fecral

Kanthal AF este un aliaj feritic de fier-cromium-aluminiu (aliaj fecral) pentru utilizare la temperaturi de până la 1300 ° C (2370 ° F). Aliajul este caracterizat prin rezistență excelentă la oxidare și o stabilitate a formei foarte bune, ceea ce duce la o viață lungă a elementelor.

Kan-Thal AF este utilizat de obicei în elementele de încălzire electrică în cuptoarele industriale și aparatele de acasă.

Example of applications in the appliance industry are in open mica elements for toasters, hair dryers, in meander shaped elements for fan heaters and as open coil elements on fibre insulating material in ceramic glass top heaters in ranges, in ceramic heaters for boiling plates, coils on molded ceramic fibre for cooking plates with ceramic hobs, in suspended coil elements for fan heaters, in suspended straight wire elements for radiators, Încălzitoare de convecție, în elemente de porcupină pentru arme cu aer cald, calorifere, uscătoare.

Rezumat În studiul de față, este prezentat mecanismul de coroziune al aliajului fecral comercial (Kanthal AF) în timpul recoacerii gazelor de azot (4,6) la 900 ° C și 1200 ° C. Au fost efectuate teste izoterme și termo-ciclice cu timpi timpuri totali de expunere, rate de încălzire și temperaturi de recoacere. Testul de oxidare în aer și gazul de azot a fost efectuat prin analiza termogravimetrică. Microstructura se caracterizează prin scanarea microscopiei electronice (SEM-EDX), a spectroscopiei electronice Auger (AES) și a analizei focalizate ale fasciculului de ioni (FIB-EDX). Rezultatele arată că evoluția coroziunii are loc prin formarea de regiuni de nitridare subterană localizate, compuse din particule de fază ALN, ceea ce reduce activitatea de aluminiu și provoacă embrittlement și spalation. Procesele de formare a al-nitrudelor și creșterea scării al-oxid depind de temperatura de recoacere și de rata de încălzire. S -a constatat că nitridarea aliajului fecral este un proces mai rapid decât oxidarea în timpul recoacerii într -un gaz de azot cu o presiune parțială cu oxigen scăzut și reprezintă principala cauză a degradării aliajului.

Introducere aliajele bazate pe fecral (Kanthal AF ®) sunt bine cunoscute pentru rezistența lor superioară de oxidare la temperaturi ridicate. Această proprietate excelentă este legată de formarea unei scări de alumină stabilă termodinamic la suprafață, care protejează materialul împotriva oxidării ulterioare [1]. În ciuda proprietăților superioare de rezistență la coroziune, durata de viață a componentelor fabricate din aliaje pe bază de fecral poate fi limitată dacă piesele sunt frecvent expuse la ciclism termic la temperaturi ridicate [2]. Unul dintre motivele pentru aceasta este faptul că elementul de formare a scării, aluminiu, este consumat în matricea din aliaj în zona subterană, datorită fisurilor repetate de termo-șoc și reformare a scării de alumină. Dacă conținutul de aluminiu rămas scade sub concentrația critică, aliajul nu mai poate reforma scala de protecție, ceea ce duce la o oxidare catastrofală de despărțire prin formarea de oxizi pe bază de fier și pe bază de crom în creștere rapidă [3,4]. În funcție de atmosfera și permeabilitatea oxizilor de suprafață, acest lucru poate facilita oxidarea internă sau nitridarea și formarea de faze nedorite în regiunea subterană [5]. Han și Young au arătat că, la scara de alumină, formând aliaje Ni Cr Al, un model complex de oxidare internă și nitridare se dezvoltă [6,7] în timpul ciclului termic la temperaturi ridicate într -o atmosferă de aer, în special în aliaje care conțin formatori puternici de nitruri precum Al și Ti [4]. Scalele de oxid de crom sunt cunoscute a fi permeabile azot, iar CR2 N se formează fie ca un strat sub-scară, fie ca precipitat intern [8,9]. Se poate aștepta ca acest efect să fie mai sever în condiții de ciclism termic, care duc la fisurarea la scară de oxid și la reducerea eficacității sale ca barieră pentru azot [6]. Comportamentul de coroziune este astfel guvernat de concurența dintre oxidare, ceea ce duce la formarea/întreținerea aluminei protectoare și la o intrare de azot care duce la nitridarea internă a matricei de aliaj prin formarea fazei ALN [6,10], ceea ce duce la spalarea acelei regiuni datorită extinderii termice mai mari a fazei ALN comparativ cu matricea de aliaj [9]. Atunci când expuneți aliaje fecrale la temperaturi ridicate în atmosfere cu oxigen sau alți donatori de oxigen, cum ar fi H2O sau CO2, oxidarea este reacția dominantă și formele la scară de alumină, care este impermeabilă pentru oxigen sau azot la temperaturi ridicate și oferă protecție împotriva intruziunii lor în matricea de aliaj. Dar, dacă este expus la atmosfera de reducere (N2+H2) și la fisura de protecție la scară de alumină, o oxidare locală de despărțire începe prin formarea de oxizi CR și Ferich non-protector, care oferă o cale favorabilă pentru difuzarea azotului în matricea feritică și formarea fazei ALN [9]. Atmosfera de azot protector (4.6) este aplicată frecvent în aplicarea industrială a aliajelor fecrale. De exemplu, încălzitoarele de rezistență în cuptoarele de tratare termică cu o atmosferă de azot protector sunt un exemplu de aplicare pe scară largă a aliajelor fecrale într -un astfel de mediu. Autorii raportează că rata de oxidare a aliajelor fecrale este considerabil mai lentă atunci când este recoacere într -o atmosferă cu presiuni parțiale cu oxigen scăzut [11]. Scopul studiului a fost de a determina dacă recoacerea la (99,996%) azot (4.6) GAS (Messer® Spec. Nivel de impuritate O2 + H2O <10 ppm) afectează rezistența la coroziune a aliajului fecral (Kanthal AF) și în ce măsură depinde de temperatura de recoacere, de variația acestuia (ciclism termic) și de rata de încălzire.