Aliaj Kanthal AF 837 rezistohm aliaj fecral alcrom Y

Kanthal AF este un aliaj feritic fier-crom-aluminiu (aliaj FeCrAl) pentru utilizare la temperaturi de până la 1300°C (2370°F). Aliajul se caracterizează printr-o rezistență excelentă la oxidare și o stabilitate foarte bună a formei, rezultând o viață lungă a elementului.

Kan-thal AF este utilizat în mod obișnuit în elementele electrice de încălzire din cuptoarele industriale și aparatele electrocasnice.

Exemple de aplicații în industria de electrocasnice sunt în elementele deschise din mica pentru prăjitoare de pâine, uscătoare de păr, în elemente în formă de meandre pentru încălzitoare cu ventilator și ca elemente cu bobine deschise pe material izolator din fibre în încălzitoarele de top din sticlă ceramică în game, în încălzitoarele ceramice pentru plăci de fierbere, serpentine pe fibră ceramică turnată pentru plite de gătit cu plite ceramice, în elemente spiralate suspendate pentru radiatoare, în elemente suspendate din sârmă dreaptă pentru calorifere, încălzitoare prin convecție, în elemente porcupine pentru pistoale cu aer cald, calorifere, uscătoare de rufe.

Rezumat În studiul de față, este subliniat mecanismul de coroziune al aliajului comercial FeCrAl (Kanthal AF) în timpul recoacerii în azot gazos (4.6) la 900 °C și 1200 °C. Au fost efectuate teste izoterme și termociclice cu timpi de expunere totale, viteze de încălzire și temperaturi de recoacere diferite. Testele de oxidare în aer și azot gazos au fost efectuate prin analiză termogravimetrică. Microstructura este caracterizată prin microscopie electronică cu scanare (SEM-EDX), spectroscopie electronică Auger (AES) și analiză cu fascicul de ioni focalizat (FIB-EDX). Rezultatele arată că progresia coroziunii are loc prin formarea unor regiuni de nitrurare subterane localizate, compuse din particule de fază AlN, care reduce activitatea aluminiului și provoacă fragilizarea și spalarea. Procesele de formare a nitrurii de Al și creșterea depunerilor de oxid de Al depind de temperatura de recoacere și viteza de încălzire. S-a constatat că nitrurarea aliajului FeCrAl este un proces mai rapid decât oxidarea în timpul recoacerii într-un gaz de azot cu presiune parțială scăzută a oxigenului și reprezintă principala cauză a degradării aliajului.

Introducere Aliajele pe bază de FeCrAl (Kanthal AF ®) sunt bine cunoscute pentru rezistența lor superioară la oxidare la temperaturi ridicate. Această proprietate excelentă este legată de formarea de calcar de alumină stabilă termodinamic pe 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 expuse frecvent la cicluri termice la temperaturi ridicate [2]. Unul dintre motivele pentru aceasta este că elementul de formare a calcarului, aluminiul, este consumat în matricea de aliaj din zona subterană din cauza fisurarii repetate prin termoșoc și a reformării solzii de alumină. Dacă conținutul de aluminiu rămas scade sub concentrația critică, aliajul nu mai poate reforma scara de protecție, rezultând o oxidare catastrofală prin formarea de oxizi pe bază de fier și crom cu creștere rapidă [3,4]. În funcție de atmosfera înconjurătoare și de permeabilitatea oxizilor de suprafață, acest lucru poate facilita oxidarea internă ulterioară sau nitrurarea și formarea de faze nedorite în regiunea subterană [5]. Han și Young au arătat că la scara de alumină care formează aliajele de Ni Cr Al, se dezvoltă un model complex de oxidare internă și nitrurare [6,7] în timpul ciclului termic la temperaturi ridicate într-o atmosferă de aer, în special în aliajele care conțin formatori puternici de nitrură, cum ar fi Al și Ti [4]. Se știe că solzii de oxid de crom sunt permeabili la azot, iar Cr2N se formează fie ca un strat sub-scale, fie ca precipitat intern [8,9]. Se poate aștepta ca acest efect să fie mai sever în condiții de ciclu termic, care duc la crăparea de oxid de oxid și la reducerea eficienței sale ca barieră la azot [6]. Comportamentul la coroziune este astfel guvernat de competiția dintre oxidare, care duce la formarea/mentinerea protectoare a aluminei, și pătrunderea azotului care duce la nitrurarea internă a matricei aliajului prin formarea fazei de AlN [6,10], ceea ce duce la spalarea acea regiune datorită expansiunii termice mai mari a fazei AlN în comparație cu matricea aliajului [9]. Când se expun aliajele FeCrAl la temperaturi ridicate în atmosfere cu oxigen sau alți donatori de oxigen, cum ar fi H2O sau CO2, oxidarea este reacția dominantă și se formează calcar de alumină, care este impermeabilă la oxigen sau azot la temperaturi ridicate și oferă protecție împotriva pătrunderii lor în matrice de aliaj. Dar, dacă este expus la atmosferă de reducere (N2+H2) și la fisurarea calcarului de alumină de protecție, o oxidare locală de rupere începe prin formarea de oxizi de Cr și Ferich neprotectori, care oferă o cale favorabilă pentru difuzia azotului în matricea feritică și formarea. de faza AlN [9]. Atmosfera de azot protectoare (4.6) este frecvent aplicată în aplicarea industrială a aliajelor FeCrAl. De exemplu, încălzitoarele cu rezistență din cuptoarele de tratament termic cu o atmosferă de azot protectoare sunt un exemplu de aplicare pe scară largă a aliajelor FeCrAl într-un astfel de mediu. Autorii raportează că rata de oxidare a aliajelor FeCrAlY este considerabil mai lentă atunci când se recoacă într-o atmosferă cu presiuni parțiale scăzute de oxigen [11]. Scopul studiului a fost de a determina dacă recoacerea în (99,996%) azot (4,6) gaz (Messer® spec. nivel de impurități O2 + H2O < 10 ppm) afectează rezistența la coroziune a aliajului FeCrAl (Kanthal AF) și în ce măsură depinde aceasta. asupra temperaturii de recoacere, variația acesteia (ciclu termic) și viteza de încălzire.