Kanthal Af Alloy 837 Resistohm Alchrome y Fecral Alloy

Kanthal AF er en ferritisk jern-krom-aluminiumlegering (fekrallegering) for bruk ved temperaturer opp til 1300 ° C (2370 ° F). Legeringen er preget av utmerket oksidasjonsmotstand og veldig god formstabilitet som resulterer i lang element.

Kan-Thal AF brukes vanligvis i elektriske oppvarmingselementer i industrielle ovner og hvitevarer.

Eksempel på bruk Konveksjonsvarmere, i piggsvinelementer for varme luftpistoler, radiatorer, tumble tørketrommel.

Sammendrag I denne studien er korrosjonsmekanismen for kommersiell fecral legering (kanal AF) under annealing i nitrogengass (4,6) ved 900 ° C og 1200 ° C skissert. Isotermiske og termosykliske tester med varierende totale eksponeringstider, oppvarmingshastigheter og annealingstemperaturer ble utført. Oksidasjonstest i luft og nitrogengass ble utført ved termogravimetrisk analyse. Mikrostrukturen er preget av skanningselektronmikroskopi (SEM-EDX), Auger Electron Spectroscopy (AES) og Focused Ion Beam (FIB-EDX) -analyse. Resultatene viser at progresjonen av korrosjon foregår gjennom dannelse av lokaliserte nitridasjonsregioner under overflaten, sammensatt av ALN -fase -partikler, noe som reduserer aluminiumsaktiviteten og forårsaker fordringelse og spallasjon. Prosessene for dannelse av al-nitrid og vekst av al-oksidskala avhenger av annealingstemperatur og oppvarmingshastighet. Det ble funnet at nitridasjon av fecral -legeringen er en raskere prosess enn oksidasjon under annealing i en nitrogengass med lavt oksygen delvis trykk og representerer den viktigste årsaken til legeringsnedbrytning.

INNLEDNING FECRAL - Baserte legeringer (Kanthal AF ®) er kjent for sin overlegne oksidasjonsmotstand ved forhøyede temperaturer. Denne utmerkede egenskapen er relatert til dannelsen av termodynamisk stabil aluminiumoksydskala på overflaten, som beskytter materialet mot ytterligere oksidasjon [1]. Til tross for overlegne korrosjonsmotstandsegenskaper, kan levetiden til komponentene produsert fra Fecral - baserte legeringer begrenses hvis delene ofte blir utsatt for termisk sykling ved forhøyede temperaturer [2]. En av grunnene til dette er at skalaformingselementet, aluminium, konsumeres i legeringsmatrisen i undergrunnen på grunn av den gjentatte termo-sjokksprekker og reformering av aluminiumoksydskalaen. Hvis det gjenværende aluminiumsinnholdet synker under kritisk konsentrasjon, kan legeringen ikke lenger reformere den beskyttende skalaen, noe som resulterer i en katastrofal utbrytningsoksidasjon ved dannelse av raskt voksende jernbaserte og krombaserte oksider [3,4]. Avhengig av den omkringliggende atmosfæren og permeabiliteten til overflateoksider, kan dette lette ytterligere indre oksidasjon eller nitridasjon og dannelse av uønskede faser i underjorden [5]. Han og Young har vist at i aluminiumoksyddannende Ni Cr Al -legeringer utvikler et komplekst mønster av intern oksidasjon og nitridasjon [6,7] under termisk sykling ved forhøyede temperaturer i en luftatmosfære, spesielt i legeringer som inneholder sterke nitridformere som Al og Ti [4]. Kromoksydskalaer er kjent for å være nitrogen permeable, og CR2 N dannes enten som et underskala lag eller som internt bunnfall [8,9]. Denne effekten kan forventes å være mer alvorlig under termiske sykkelforhold som fører til oksydskala -sprekker og reduserer effektiviteten som en barriere for nitrogen [6]. Korrosjonsatferden styres således av konkurransen mellom oksidasjon, noe som fører til den beskyttende aluminiumoksedannelsen/vedlikeholdet, og nitrogeninntrenging som fører til intern nitridasjon av legeringsmatrisen ved dannelse av ALN -fase [6,10], noe som fører til spallasjonen av den regionen på grunn av høyere termal utvidelse av Aln -fasen som sammenlignes til den lengde matrisen. Når du utsetter fecral legeringer for høye temperaturer i atmosfærer med oksygen eller andre oksygen -givere som H2O eller CO2, er oksidasjon den dominerende reaksjonen, og aluminiumoksydiske skjemaer, som er ugjennomtrengelig for oksygen eller nitrogen ved forhøyede temperaturer og gir beskyttelse mot deres inntrenging i alloy -matrisen. Men hvis den blir utsatt for reduksjonsatmosfære (N2+H2) og beskyttende aluminiumoksydskala, starter en lokal utbrytningsoksidasjon med dannelse av ikke-beskyttende CR- og Ferich-oksider, som gir en gunstig vei for nitrogendiffusjon i ferritisk matrise og dannelse av ALN-fase [9]. Den beskyttende (4.6) nitrogenatmosfæren brukes ofte i den industrielle anvendelsen av Fecral -legeringer. For eksempel er resistensvarmere i varmebehandlingsovner med en beskyttende nitrogenatmosfære et eksempel på den utbredte anvendelsen av Fecral -legeringer i et slikt miljø. Forfatterne rapporterer at oksidasjonshastigheten til fecraly -legeringene er betydelig tregere når de glødet i en atmosfære med lavt oksygen delvis trykk [11]. Målet med studien var å bestemme om annealing i (99.996%) nitrogen (4.6) gass (Messer® spec. Urenhetsnivå O2 + H2O <10 ppm) påvirker korrosjonsresistens av fecral legering (kanthal AF) og til hvilken grad den avhenger av annealeringstemperaturen, dens variasjon (Thermal-cycing.