Kanthal AF alaşımı 837 resistohm alkrom Y fekral alaşımı

Kanthal AF, 1300°C'ye (2370°F) kadar sıcaklıklarda kullanıma yönelik bir ferritik demir-krom-alüminyum alaşımıdır (FeCrAl alaşımı). Alaşım, mükemmel oksidasyon direnci ve uzun eleman ömrü sağlayan çok iyi form stabilitesi ile karakterize edilir.

Kan-thal AF genellikle endüstriyel fırınlar ve ev aletlerindeki elektrikli ısıtma elemanlarında kullanılır.

Cihaz endüstrisindeki uygulamalara örnek olarak ekmek kızartma makineleri, saç kurutma makineleri için açık mika elemanlar, fanlı ısıtıcılar için kıvrımlı şekilli elemanlar ve ocaklardaki seramik cam üst ısıtıcılarda fiber yalıtım malzemesi üzerinde açık bobin elemanları, kaynatma plakaları, bobinler için seramik ısıtıcılar verilebilir. seramik ocaklı pişirme plakaları için kalıplanmış seramik elyaf üzerinde, fanlı ısıtıcılar için askılı bobin elemanlarında, radyatörler için askılı düz tel elemanlarda, konveksiyon ısıtıcılarında, sıcak hava tabancaları, radyatörler, çamaşır kurutucuları için kirpi elemanlarında.

Özet Bu çalışmada, ticari FeCrAl alaşımının (Kanthal AF) nitrojen gazı (4.6) içerisinde 900 °C ve 1200 °C'de tavlanması sırasında oluşan korozyon mekanizması özetlenmektedir. Değişen toplam maruz kalma süreleri, ısıtma hızları ve tavlama sıcaklıkları ile izotermal ve termo-döngüsel testler gerçekleştirildi. Havada ve nitrojen gazında oksidasyon testi termogravimetrik analiz ile gerçekleştirildi. Mikro yapı, taramalı elektron mikroskobu (SEM-EDX), Auger elektron spektroskopisi (AES) ve odaklanmış iyon ışını (FIB-EDX) analizi ile karakterize edilir. Sonuçlar, korozyonun ilerlemesinin, alüminyum aktivitesini azaltan ve gevrekleşmeye ve parçalanmaya neden olan, AlN fazı parçacıklarından oluşan lokalize yüzey altı nitrürleme bölgelerinin oluşumu yoluyla gerçekleştiğini göstermektedir. Al-nitrür oluşumu ve Al-oksit tortusu büyümesi süreçleri tavlama sıcaklığına ve ısıtma hızına bağlıdır. FeCrAl alaşımının nitrürlenmesinin, düşük oksijen kısmi basıncına sahip bir nitrojen gazında tavlama sırasında oksidasyondan daha hızlı bir işlem olduğu ve alaşım bozulmasının ana nedenini temsil ettiği bulunmuştur.

Giriş FeCrAl bazlı alaşımlar (Kanthal AF ®), yüksek sıcaklıklardaki üstün oksidasyon dirençleriyle bilinir. Bu mükemmel özellik, malzemeyi daha fazla oksidasyona karşı koruyan, yüzeyde termodinamik olarak stabil alümina tabakasının oluşmasıyla ilgilidir [1]. Üstün korozyon direnci özelliklerine rağmen, FeCrAl bazlı alaşımlardan üretilen bileşenlerin ömrü, parçaların sıklıkla yüksek sıcaklıklarda termal döngüye maruz kalması durumunda sınırlanabilmektedir [2]. Bunun nedenlerinden biri, tekrarlanan termo-şok çatlaması ve alümina tabakasının yeniden şekillenmesi nedeniyle, tabaka oluşturucu element olan alüminyumun, yüzey altı alanındaki alaşım matrisinde tüketilmesidir. Kalan alüminyum içeriği kritik konsantrasyonun altına düşerse, alaşım artık koruyucu ölçeği yeniden oluşturamaz, bu da hızla büyüyen demir bazlı ve krom bazlı oksitlerin oluşumuyla yıkıcı bir oksidasyona yol açar [3,4]. Çevreleyen atmosfere ve yüzey oksitlerinin geçirgenliğine bağlı olarak bu, daha fazla dahili oksidasyonu veya nitridasyonu ve yüzey altı bölgede istenmeyen fazların oluşumunu kolaylaştırabilir [5]. Han ve Young, Ni Cr Al alaşımlarını oluşturan alümina tortusunda, özellikle Al gibi güçlü nitrür oluşturucular içeren alaşımlarda, hava atmosferinde yüksek sıcaklıklarda termal döngü sırasında karmaşık bir iç oksidasyon ve nitrürleme modelinin geliştiğini göstermiştir [6,7]. ve Ti [4]. Krom oksit pullarının nitrojen geçirgen olduğu bilinmektedir ve Cr2N ya bir alt ölçek katmanı ya da dahili çökelti olarak oluşur [8,9]. Bu etkinin, oksit tabakasının çatlamasına ve nitrojene karşı bir bariyer olarak etkinliğinin azalmasına neden olan termal döngü koşulları altında daha şiddetli olması beklenebilir [6]. Dolayısıyla korozyon davranışı, koruyucu alümina oluşumuna/korunmasına yol açan oksidasyon ile AlN fazının oluşmasıyla alaşım matrisinin dahili nitridasyonuna yol açan nitrojen girişi arasındaki rekabet tarafından yönetilir [6,10], bu da malzemenin parçalanmasına yol açar. AlN fazının alaşım matrisine kıyasla daha yüksek termal genleşmesi nedeniyle bu bölge [9]. FeCrAl alaşımları, oksijen veya H2O veya CO2 gibi diğer oksijen donörlerinin bulunduğu atmosferlerde yüksek sıcaklıklara maruz bırakıldığında, oksidasyon baskın reaksiyondur ve yüksek sıcaklıklarda oksijen veya nitrojene karşı geçirimsiz olan ve bunların içeri girmesine karşı koruma sağlayan alümina tortusu oluşur. alaşım matrisi. Ancak indirgeme atmosferine (N2+H2) ve koruyucu alümina ölçekli çatlamaya maruz kalırsa, koruyucu olmayan Cr ve Ferich oksitlerin oluşumuyla yerel bir ayrılıkçı oksidasyon başlar ve bu, ferritik matris içine nitrojen difüzyonu ve oluşumu için uygun bir yol sağlar. AlN fazının [9]. FeCrAl alaşımlarının endüstriyel uygulamalarında koruyucu (4.6) nitrojen atmosferi sıklıkla uygulanır. Örneğin, koruyucu nitrojen atmosferine sahip ısıl işlem fırınlarındaki rezistanslı ısıtıcılar, FeCrAl alaşımlarının böyle bir ortamda yaygın olarak uygulanmasına bir örnektir. Yazarlar, FeCrAlY alaşımlarının oksidasyon hızının, düşük oksijen kısmi basıncına sahip bir atmosferde tavlama sırasında oldukça yavaş olduğunu bildirmektedir [11]. Çalışmanın amacı (%99,996) nitrojen (4,6) gazı (Messer® spesifik safsızlık seviyesi O2 + H2O < 10 ppm) içinde tavlamanın FeCrAl alaşımının (Kanthal AF) korozyon direncini etkileyip etkilemediğini ve ne ölçüde buna bağlı olduğunu belirlemektir. tavlama sıcaklığına, değişimine (termal döngü) ve ısıtma hızına bağlıdır.