Kanthal AF lydinys 837 rezistohm alchrome Y fecral lydinys

Kanthal AF yra feritinis geležies, chromo ir aliuminio lydinys (FeCrAl lydinys), skirtas naudoti iki 1300°C (2370°F) temperatūroje. Lydinys pasižymi puikiu atsparumu oksidacijai ir labai geru formos stabilumu, todėl elemento tarnavimo laikas yra ilgas.

Kan-thal AF paprastai naudojamas elektriniuose šildymo elementuose pramoninėse krosnyse ir buitiniuose prietaisuose.

Prietaisų pramonėje naudojami atviri žėručio elementai, skirti skrudintuvams, plaukų džiovintuvams, vingiuotų elementų formos ventiliatorių šildytuvams ir atviros ritės elementai ant pluošto izoliacinės medžiagos keraminiuose stiklo viršutiniuose šildytuvuose, keraminiuose kaitintuvuose virimo lėkštėms, gyvatukai ant liejinio keraminio pluošto kaitvietėms su keraminėmis kaitlentėmis, pakabinamuose gyvatukų elementuose ventiliatorių šildytuvams, pakabinamuose tiesiosios vielos elementuose radiatoriams, konvekciniams šildytuvams, dygliuotose karšto oro pistoletų, radiatorių, džiovyklių elementuose.

Anotacija Šiame tyrime aprašomas komercinio FeCrAl lydinio (Kanthal AF) korozijos mechanizmas atkaitinimo azoto dujose (4.6) 900 °C ir 1200 °C temperatūroje. Buvo atlikti izoterminiai ir termocikliniai bandymai su skirtingu bendru ekspozicijos laiku, kaitinimo greičiu ir atkaitinimo temperatūra. Oksidacijos bandymas ore ir azoto dujose atliktas termogravimetrine analize. Mikrostruktūra pasižymi skenuojančia elektronų mikroskopija (SEM-EDX), Augerio elektronų spektroskopija (AES) ir fokusuoto jonų pluošto (FIB-EDX) analize. Rezultatai rodo, kad korozija progresuoja susidarant lokalizuotoms požeminėms nitridavimo sritims, sudarytoms iš AlN fazės dalelių, o tai sumažina aliuminio aktyvumą ir sukelia trapumą bei išsisluoksniavimą. Al-nitrido susidarymo ir Al-oksido masto augimo procesai priklauso nuo atkaitinimo temperatūros ir kaitinimo greičio. Nustatyta, kad FeCrAl lydinio nitridavimas yra greitesnis procesas nei oksidacija atkaitinimo azoto dujose, kurių dalinis deguonies slėgis žemas, metu ir yra pagrindinė lydinio skilimo priežastis.

Įvadas FeCrAl lydiniai (Kanthal AF ®) yra gerai žinomi dėl savo aukščiausios kokybės atsparumo oksidacijai aukštesnėje temperatūroje. Ši puiki savybė susijusi su termodinamiškai stabilaus aliuminio oksido apnašų susidarymu ant paviršiaus, kuris apsaugo medžiagą nuo tolesnės oksidacijos [1]. Nepaisant puikių atsparumo korozijai savybių, komponentų, pagamintų iš FeCrAl lydinių, eksploatavimo laikas gali būti apribotas, jei dalys dažnai yra veikiamos terminio ciklo esant aukštesnei temperatūrai [2]. Viena iš to priežasčių yra ta, kad apnašas formuojantis elementas, aliuminis, yra sunaudojamas lydinio matricoje požeminėje zonoje dėl pasikartojančio termošokinio įtrūkimo ir aliuminio oksido skalės reformavimo. Jei likęs aliuminio kiekis sumažėja žemiau kritinės koncentracijos, lydinys nebegali pakeisti apsauginės skalės, dėl to įvyksta katastrofiška atskilusi oksidacija, susidarant greitai augusiems geležies ir chromo oksidams [3,4]. Priklausomai nuo supančios atmosferos ir paviršiaus oksidų pralaidumo, tai gali palengvinti tolesnę vidinę oksidaciją arba nitridaciją ir nepageidaujamų fazių susidarymą požeminiame regione [5]. Hanas ir Youngas parodė, kad aliuminio oksido nuosėdas formuojančiuose Ni Cr Al lydiniuose susidaro sudėtingas vidinės oksidacijos ir nitridacijos modelis [6,7] terminio ciklo metu aukštesnėje temperatūroje oro atmosferoje, ypač lydiniuose, kuriuose yra stiprių nitridų formuotojų, tokių kaip Al. ir Ti [4]. Yra žinoma, kad chromo oksido nuosėdos yra pralaidžios azotui, o Cr2 N susidaro arba kaip antrinis sluoksnis, arba kaip vidinės nuosėdos [8,9]. Tikimasi, kad šis poveikis bus sunkesnis esant terminio ciklo sąlygoms, dėl kurių susidaro oksido nuosėdos įtrūkimai ir sumažėja jo, kaip azoto barjero, efektyvumas [6]. Taigi korozijos elgesį lemia konkurencija tarp oksidacijos, dėl kurios susidaro ir (arba) palaikomas apsauginis aliuminio oksidas, ir azoto patekimo, sukeliančio lydinio matricos vidinį nitridavimą, susidarant AlN fazei [6,10], o tai lemia tą regioną dėl didesnio AlN fazės šiluminio plėtimosi lyginant su lydinio matrica [9]. Kai FeCrAl lydiniai veikia aukštoje temperatūroje atmosferoje su deguonimi ar kitais deguonies donorais, tokiais kaip H2O ar CO2, dominuoja oksidacija, susidaro aliuminio oksido nuosėdos, kurios aukštesnėje temperatūroje yra nepralaidžios deguoniui ar azotui ir apsaugo nuo jų įsiskverbimo į lydinio matrica. Tačiau esant redukcinei atmosferai (N2+H2) ir apsauginiam aliuminio oksido nuosėdų įtrūkimui, prasideda vietinė atskilimo oksidacija, susidaro neapsauginiai Cr ir Fericho oksidai, kurie sudaro palankų kelią azoto difuzijai į feritinę matricą ir susidarymui. AlN fazės [9]. Apsauginė (4.6) azoto atmosfera dažnai naudojama pramoniniam FeCrAl lydinių naudojimui. Pavyzdžiui, atsparūs šildytuvai terminio apdorojimo krosnyse su apsaugine azoto atmosfera yra plačiai paplitusio FeCrAl lydinių naudojimo tokioje aplinkoje pavyzdys. Autoriai praneša, kad FeCrAlY lydinių oksidacijos greitis yra žymiai lėtesnis, kai atkaitinama atmosferoje, kurioje yra mažas deguonies dalinis slėgis [11]. Tyrimo tikslas buvo nustatyti, ar atkaitinimas (99,996%) azoto (4,6) dujose (Messer® spec. priemaišų lygis O2 + H2O < 10 ppm) turi įtakos FeCrAl lydinio (Kanthal AF) atsparumui korozijai ir kiek tai priklauso. apie atkaitinimo temperatūrą, jos kitimą (terminį ciklą) ir šildymo greitį.