Kanthal AF legura 837 otpornik alhrom Y fekralna legura

Kanthal AF je feritna legura gvožđa-hrom-aluminijuma (legura FeCrAl) za upotrebu na temperaturama do 1300°C (2370°F). Legura se odlikuje odličnom otpornošću na oksidaciju i vrlo dobrom stabilnošću oblika što rezultira dugim vijekom trajanja elementa.

Kan-thal AF se obično koristi u električnim grijačima u industrijskim pećima i kućanskim aparatima.

Primjeri primjene u industriji aparata su u otvorenim elementima liskuna za tostere, sušila za kosu, u elementima u obliku meandra za grijače ventilatora i kao otvoreni elementi zavojnice na izolacijskom materijalu od vlakana u staklokeramičkim gornjim grijačima u rasponima, u keramičkim grijačima za ploče za kuhanje, zavojnice na profilisanim keramičkim vlaknima za ploče za kuvanje sa keramičkim pločama za kuvanje, u visećim elementima zavojnice za grejače ventilatora, u visećim ravnim žičanim elementima za radijatore, konvekcijske grejače, u elementima porcupine za pištolje za vrući vazduh, radijatore, mašine za sušenje veša.

Sažetak U ovoj studiji prikazan je mehanizam korozije komercijalne legure FeCrAl (Kanthal AF) tokom žarenja u plinovitom dušiku (4.6) na 900 °C i 1200 °C. Izvršena su izotermna i termociklična ispitivanja s različitim ukupnim vremenom izlaganja, brzinama zagrijavanja i temperaturama žarenja. Ispitivanje oksidacije u zraku i plinovitom dušiku provedeno je termogravimetrijskom analizom. Mikrostrukturu karakteriše skenirajuća elektronska mikroskopija (SEM-EDX), Augerova elektronska spektroskopija (AES) i analiza fokusiranog jonskog snopa (FIB-EDX). Rezultati pokazuju da se napredovanje korozije odvija formiranjem lokaliziranih podzemnih područja nitridacije, sastavljenih od čestica AlN faze, što smanjuje aktivnost aluminija i uzrokuje krhkost i ljuštenje. Procesi stvaranja Al-nitrida i rasta Al-oksidnog kamenca zavise od temperature žarenja i brzine zagrijavanja. Utvrđeno je da je nitridacija legure FeCrAl brži proces od oksidacije pri žarenju u plinovitom dušiku s niskim parcijalnim tlakom kisika i predstavlja glavni uzrok degradacije legure.

Uvod Legure na bazi FeCrAl (Kanthal AF ®) su dobro poznate po svojoj superiornoj otpornosti na oksidaciju na povišenim temperaturama. Ovo izvrsno svojstvo povezano je s stvaranjem termodinamički stabilne glinice na površini, koja štiti materijal od daljnje oksidacije [1]. Unatoč superiornim svojstvima otpornosti na koroziju, vijek trajanja komponenti proizvedenih od legura na bazi FeCrAl može biti ograničen ako su dijelovi često izloženi termičkom ciklusu na povišenim temperaturama [2]. Jedan od razloga za to je taj što se element koji formira kamenac, aluminij, troši u matrici legure u podzemnoj površini zbog ponovljenog termo-šokovnog pucanja i reformiranja glinice. Ako se preostali sadržaj aluminija smanji ispod kritične koncentracije, legura više ne može reformirati zaštitnu ljestvicu, što rezultira katastrofalnom oksidacijom koja se raspada stvaranjem brzo rastućih oksida na bazi željeza i hroma [3,4]. Ovisno o okolnoj atmosferi i propusnosti površinskih oksida, to može olakšati daljnju unutarnju oksidaciju ili nitridaciju i stvaranje neželjenih faza u podzemnom području [5]. Han i Young su pokazali da se u kamencu glinice koja formira legure Ni Cr Al, razvija složen obrazac unutrašnje oksidacije i nitridacije [6,7] tokom termičkog ciklusa na povišenim temperaturama u zračnoj atmosferi, posebno u legurama koje sadrže jake nitride kao što je Al. i Ti [4]. Poznato je da su ljuske od krom-oksida propusne za dušik, a Cr2N se formira ili kao pod-sloj ili kao unutrašnji precipitat [8,9]. Može se očekivati ​​da će ovaj učinak biti ozbiljniji u uvjetima termičkog ciklusa koji dovode do pucanja oksidnog kamenca i smanjenja njegove učinkovitosti kao barijere dušiku [6]. Ponašanje korozije je stoga regulirano konkurencijom između oksidacije, koja dovodi do zaštitnog formiranja/održavanja glinice, i prodiranja dušika što dovodi do unutrašnje nitridacije matrice legure formiranjem AlN faze [6,10], što dovodi do raspadanja to područje zbog većeg termičkog širenja AlN faze u odnosu na matricu legure [9]. Prilikom izlaganja FeCrAl legura visokim temperaturama u atmosferama s kisikom ili drugim donorima kisika kao što su H2O ili CO2, oksidacija je dominantna reakcija i formira se kamenac glinice, koji je nepropusn za kisik ili dušik na povišenim temperaturama i pruža zaštitu od njihovog prodora u matrica legure. Ali, ako je izložena redukcijskoj atmosferi (N2+H2), i zaštitnom napuklinu glinice, lokalna oksidacija počinje stvaranjem nezaštitnih Cr i Ferihovih oksida, koji pružaju povoljan put za difuziju dušika u feritnu matricu i stvaranje AlN faze [9]. Zaštitna (4.6) atmosfera dušika se često primjenjuje u industrijskoj primjeni FeCrAl legura. Na primjer, otporni grijači u pećima za termičku obradu sa zaštitnom atmosferom dušika primjer su široke primjene FeCrAl legura u takvom okruženju. Autori navode da je stopa oksidacije FeCrAlY legura znatno sporija kada se žare u atmosferi s niskim parcijalnim tlakom kisika [11]. Cilj istraživanja bio je utvrditi da li žarenje u (99,996%) dušikovom (4,6) plinu (Messer® spec. nivo nečistoća O2 + H2O < 10 ppm) utječe na otpornost FeCrAl legure (Kanthal AF) na koroziju i u kojoj mjeri ovisi o tome o temperaturi žarenja, njenoj varijaciji (termički ciklus) i brzini zagrijavanja.