Kanthal AF legura 837 otporna ohm alkrom Y fecralna legura

Kanthal AF je feritna legura željeza, kroma i aluminija (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 grijaćim elementima u industrijskim pećima i kućanskim aparatima.

Primjeri primjene u industriji kućanskih aparata su otvoreni elementi od tinjca za tostere, sušila za kosu, elementi u obliku meandra za grijače s ventilatorima i kao otvoreni elementi zavojnice na izolacijskom materijalu od vlakana u grijačima od staklokeramike u štednjacima, u keramičkim grijačima za ploče za kuhanje, zavojnice na oblikovanim keramičkim vlaknima za ploče za kuhanje s keramičkim pločama za kuhanje, u ovjesnim elementima zavojnice za grijače s ventilatorima, u ovjesnim ravnim žičnim elementima za radijatore, konvekcijske grijače, u elementima tipa "dikobraz" za pištolje na vrući zrak, radijatore, sušilice rublja.

Sažetak U ovoj studiji, opisan je mehanizam korozije komercijalne FeCrAl legure (Kanthal AF) tokom žarenja u azotnom gasu (4.6) na 900 °C i 1200 °C. Izvršeni su izotermni i termociklički testovi sa različitim ukupnim vremenima ekspozicije, brzinama zagrijavanja i temperaturama žarenja. Oksidacijski testovi na zraku i azotnom gasu provedeni su termogravimetrijskom analizom. Mikrostruktura je karakterizirana skenirajućom elektronskom mikroskopijom (SEM-EDX), Augerovom elektronskom spektroskopijom (AES) i analizom fokusiranog jonskog snopa (FIB-EDX). Rezultati pokazuju da se napredovanje korozije odvija kroz formiranje lokaliziranih podpovršinskih nitracijskih područja, sastavljenih od čestica faze AlN, što smanjuje aktivnost aluminija i uzrokuje krhkost i ljuštenje. Procesi formiranja Al-nitrida i rasta Al-oksidnog sloja zavise od temperature žarenja i brzine zagrijavanja. Utvrđeno je da je nitriranje legure FeCrAl brži proces od oksidacije tokom žarenja u dušikovom plinu s niskim parcijalnim pritiskom 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 odlično svojstvo povezano je sa stvaranjem termodinamički stabilnog sloja aluminijevog oksida na površini, koji štiti materijal od daljnje oksidacije [1]. Uprkos superiornim svojstvima otpornosti na koroziju, vijek trajanja komponenti proizvedenih od legura na bazi FeCrAl može biti ograničen ako su dijelovi često izloženi termičkom cikliranju na povišenim temperaturama [2]. Jedan od razloga za to je taj što se element koji stvara sloj, aluminij, troši u matrici legure u podpovršinskom području zbog ponovljenog termo-šok pucanja i reformiranja sloja aluminijevog oksida. Ako preostali sadržaj aluminija padne ispod kritične koncentracije, legura više ne može reformirati zaštitni sloj, što rezultira katastrofalnom oksidacijom odvajanja stvaranjem brzo rastućih oksida na bazi željeza i hroma [3,4]. Ovisno o okolnoj atmosferi i propusnosti površinskih oksida, ovo može olakšati daljnju unutrašnju oksidaciju ili nitriranje i stvaranje neželjenih faza u podpovršinskom području [5]. Han i Young su pokazali da se u legurama Ni, Cr i Al koje formiraju aluminijev oksid, razvija složen obrazac unutrašnje oksidacije i nitriranja [6,7] tokom termičkog cikliranja na povišenim temperaturama u atmosferi zraka, posebno u legurama koje sadrže jake tvari koje formiraju nitride poput Al i Ti [4]. Poznato je da su kromove oksidne naslage propusne za dušik, a Cr2N se formira ili kao podsloj oksidne naslage ili kao unutrašnji talog [8,9]. Može se očekivati ​​da će ovaj efekat biti ozbiljniji u uvjetima termičkog cikliranja koji dovode do pucanja oksidne naslage i smanjenja njene efikasnosti kao barijere za dušik [6]. Korozijsko ponašanje je stoga određeno konkurencijom između oksidacije, koja dovodi do zaštitnog formiranja/održavanja aluminijevog oksida, i prodora dušika koji dovodi do unutrašnjeg nitriranja matrice legure formiranjem AlN faze [6,10], što dovodi do ljuštenja tog područja zbog većeg termičkog širenja AlN faze u poređenju s matricom 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, a formira se aluminijev oksid, koji je nepropusni za kisik ili dušik na povišenim temperaturama i pruža zaštitu od njihovog prodiranja u matricu legure. Međutim, ako su izloženi redukcijskoj atmosferi (N2+H2) i zaštitnoj aluminijevom oksidu koji puca, lokalna oksidacija započinje stvaranjem nezaštitnih Cr i Ferich oksida, koji pružaju povoljan put za difuziju dušika u feritnu matricu i stvaranje AlN faze [9]. Zaštitna (4.6) dušikova atmosfera se često primjenjuje u industrijskoj primjeni FeCrAl legura. Na primjer, otporni grijači u pećima za termičku obradu sa zaštitnom dušikovom atmosferom su primjer široke primjene FeCrAl legura u takvom okruženju. Autori izvještavaju da je brzina oksidacije FeCrAlY legura znatno sporija prilikom žarenja u atmosferi s niskim parcijalnim pritiskom kisika [11]. Cilj studije bio je utvrditi da li žarenje u gasovitom azotu (4.6) (99,996%) (Messer® spec. nivo nečistoće O2 + H2O < 10 ppm) utiče na otpornost legure FeCrAl (Kanthal AF) na koroziju i u kojoj mjeri to zavisi od temperature žarenja, njene varijacije (termičko cikliranje) i brzine zagrijavanja.