Kanthal AF legering 837 resistohm alchrome Y fekraal legering

Kanthal AF is 'n ferritiese yster-chroom-aluminium-legering (FeCrAl-legering) vir gebruik by temperature tot 1300°C (2370°F). Die legering word gekenmerk deur uitstekende oksidasieweerstand en baie goeie vormstabiliteit wat lei tot lang elementlewe.

Kan-thal AF word tipies gebruik in elektriese verwarmingselemente in industriële oonde en huishoudelike toestelle.

Voorbeelde van toepassings in die toestelbedryf is in oop mika-elemente vir broodroosters, haardroërs, in kronkelvormige elemente vir waaierverwarmers en as oopspoelelemente op veselisolerende materiaal in keramiekglasverwarmers in reekse, in keramiekverwarmers vir kookplate, spoele op gevormde keramiekvesel vir kookplate met keramiekplate, in opgeskorte spoelelemente vir waaierverwarmers, in opgeskorte reguit draadelemente vir verkoelers, konveksieverwarmers, in ystervarkelemente vir warmluggewere, verkoelers, tuimeldroërs.

Opsomming In die huidige studie word die korrosiemeganisme van kommersiële FeCrAl-legering (Kanthal AF) tydens uitgloeiing in stikstofgas (4.6) by 900 °C en 1200 °C uiteengesit. Isotermiese en termosikliese toetse met wisselende totale blootstellingstye, verhittingstempo's en uitgloeiingstemperature is uitgevoer. Oksidasietoets in lug en stikstofgas is deur termogravimetriese analise uitgevoer. Die mikrostruktuur word gekenmerk deur skandeerelektronmikroskopie (SEM-EDX), Auger elektronspektroskopie (AES), en gefokusde ioonstraal (FIB-EDX) analise. Die resultate toon dat die vordering van korrosie plaasvind deur die vorming van gelokaliseerde ondergrondse nitridasiestreke, saamgestel uit AlN-fasedeeltjies, wat die aluminiumaktiwiteit verminder en brosheid en spatsel veroorsaak. Die prosesse van Al-nitriedvorming en Al-oksiedskaalgroei hang af van uitgloeiingstemperatuur en verhittingstempo. Daar is gevind dat nitrasie van die FeCrAl-legering 'n vinniger proses is as oksidasie tydens uitgloeiing in 'n stikstofgas met lae suurstofparsiële druk en die hoofoorsaak van legeringsafbraak verteenwoordig.

Inleiding FeCrAl-gebaseerde legerings (Kanthal AF ®) is bekend vir hul uitstekende oksidasieweerstand by verhoogde temperature. Hierdie uitstekende eienskap hou verband met die vorming van termodinamies stabiele aluminaskaal op die oppervlak, wat die materiaal teen verdere oksidasie beskerm [1]. Ten spyte van uitstekende korrosieweerstandseienskappe, kan die leeftyd van die komponente wat van FeCrAl-gebaseerde legerings vervaardig word beperk word as die onderdele gereeld aan termiese siklusse by verhoogde temperature blootgestel word [2]. Een van die redes hiervoor is dat die skaalvormende element, aluminium, in die legeringsmatriks in die ondergrondse area verbruik word as gevolg van die herhaalde termoskok-kraking en hervorming van die aluminaskaal. As die oorblywende aluminiuminhoud onder kritieke konsentrasie afneem, kan die legering nie meer die beskermende skaal hervorm nie, wat lei tot 'n katastrofiese wegbreek-oksidasie deur die vorming van vinnig groeiende yster-gebaseerde en chroom-gebaseerde oksiede [3,4]. Afhangende van die omringende atmosfeer en deurlaatbaarheid van oppervlakoksiede kan dit verdere interne oksidasie of nitrasie en vorming van ongewenste fases in die ondergrondse gebied vergemaklik [5]. Han en Young het getoon dat in aluminaskaal wat Ni Cr Al-legerings vorm, 'n komplekse patroon van interne oksidasie en nitrasie ontwikkel [6,7] tydens termiese siklusse by verhoogde temperature in 'n lugatmosfeer, veral in legerings wat sterk nitriedvormers soos Al bevat en Ti [4]. Dit is bekend dat chroomoksied skubbe stikstof deurlaatbaar is, en Cr2N vorm óf as 'n subskaallaag óf as interne neerslag [8,9]. Daar kan verwag word dat hierdie effek ernstiger sal wees onder termiese siklustoestande wat lei tot krake van oksiedskaal en die doeltreffendheid daarvan as 'n versperring vir stikstof verminder [6]. Die korrosiegedrag word dus beheer deur die mededinging tussen oksidasie, wat lei tot die beskermende alumina vorming/instandhouding, en stikstof indringing wat lei tot interne nitridasie van die legeringsmatriks deur die vorming van AlN fase [6,10], wat lei tot die spallering van daardie streek as gevolg van hoër termiese uitsetting van AlN-fase in vergelyking met die allooimatriks [9]. Wanneer FeCrAl-legerings aan hoë temperature in atmosfeer met suurstof of ander suurstofskenkers soos H2O of CO2 blootgestel word, is oksidasie die oorheersende reaksie, en vorm aluminaskaal, wat ondeurdringbaar is vir suurstof of stikstof by verhoogde temperature en beskerming bied teen hul indringing in die allooi matriks. Maar, indien blootgestel aan reduksie-atmosfeer (N2+H2), en beskermende aluminaskaal kraak, begin 'n plaaslike wegbreek-oksidasie deur die vorming van nie-beskermende Cr- en Ferich-oksiede, wat 'n gunstige pad vir stikstofdiffusie in die ferritiese matriks en vorming bied. van AlN-fase [9]. Die beskermende (4.6) stikstofatmosfeer word gereeld toegepas in die industriële toediening van FeCrAl-legerings. Weerstandsverwarmers in hittebehandelingsoonde met 'n beskermende stikstofatmosfeer is byvoorbeeld 'n voorbeeld van die wydverspreide toepassing van FeCrAl-legerings in so 'n omgewing. Die skrywers rapporteer dat die oksidasietempo van die FeCrAlY-legerings aansienlik stadiger is wanneer uitgloei in 'n atmosfeer met lae suurstofparsiële druk [11]. Die doel van die studie was om vas te stel of uitgloeiing in (99.996%) stikstof (4.6) gas (Messer® spec. onsuiwerheidsvlak O2 + H2O < 10 dpm) korrosiebestandheid van FeCrAl-legering (Kanthal AF) beïnvloed en in watter mate dit afhang op die uitgloeitemperatuur, die variasie daarvan (termiese siklus) en verhittingstempo.