Kanthal AF Alloy 837 Resistohm Alchrome Y Fecral сплав

Kanthal AF е феритна желязна сплав от желязо-хром-алуминиева (Fecral сплав) за използване при температури до 1300 ° C (2370 ° F). Сплавта се характеризира с отлична устойчивост на окисляване и много добра стабилност на формата, което води до живот на дълги елементи.

Kan-Thal AF обикновено се използва в електрически отоплителни елементи в промишлени пещи и домашни уреди.

Example of applications in the appliance industry are in open mica elements for toasters, hair dryers, in meander shaped elements for fan heaters and as open coil elements on fibre insulating material in ceramic glass top heaters in ranges, in ceramic heaters for boiling plates, coils on molded ceramic fibre for cooking plates with ceramic hobs, in suspended coil elements for fan heaters, in suspended straight wire elements for Радиатори, конвекционни нагреватели, в елементи на дикобраз, за ​​пистолети с горещ въздух, радиатори, сушилни.

Резюме в настоящото проучване е очертан механизмът на корозия на търговската факрална сплав (Kanthal AF) по време на отгряване в азотен газ (4.6) при 900 ° C и 1200 ° C. Извършени са изотермични и термоциклични тестове с различно общо време на експозиция, скорост на отопление и температури на отгряване. Тестът за окисляване във въздуха и азотния газ се извършва чрез термогравиметричен анализ. Микроструктурата се характеризира с сканираща електронна микроскопия (SEM-EDX), шнекова електронна спектроскопия (AES) и фокусиран анализ на йонния лъч (FIB-EDX). Резултатите показват, че прогресирането на корозията се осъществява чрез образуването на локализирани подземни нитридационни региони, съставени от частици от фаза на ALN, което намалява алуминиевата активност и причинява премахване и разпръскване. Процесите на образуване на Al-нитрид и растеж на мащаб на Al-оксид зависят от температурата на отгряване и скоростта на нагряване. Установено е, че нитридацията на факралната сплав е по -бърз процес от окисляването по време на отгряване в азотен газ с ниско частично налягане на кислорода и представлява основната причина за разграждане на сплав.

ВЪВЕДЕНИЕ Fecral - базирани сплави (Kanthal AF ®) са добре известни със своята превъзходна устойчивост на окисляване при повишени температури. Това отлично свойство е свързано с образуването на термодинамично стабилна скала на алуминиев оксид на повърхността, която предпазва материала от по -нататъшно окисляване [1]. Въпреки превъзходните свойства на устойчивост на корозия, животът на компонентите, произведени от сплави на базата на Fecral, може да бъде ограничен, ако частите често са изложени на термично колоездене при повишени температури [2]. Една от причините за това е, че елементът за образуване на мащаб, алуминий, се консумира в матрицата на сплав в подземната зона поради повтарящото се напукване на термо-шок и реформиране на скалата на алуминиевата скала. Ако останалото съдържание на алуминий намалява под критичната концентрация, сплавта вече не може да реформира защитната скала, което води до катастрофално окисляване на пробив чрез образуване на бързо растящи оксиди на базата на желязо и хромий [3,4]. В зависимост от заобикалящата атмосфера и пропускливостта на повърхностните оксиди това може да улесни по -нататъшното вътрешно окисляване или нитридация и образуване на нежелани фази в подземния регион [5]. Хан и млади показват, че в алуминиев мащаб, образуващ се от сплави, се развива сложен модел на вътрешно окисляване и нитридация [6,7] по време на термично колоездене при повишени температури във въздушна атмосфера, особено в сплави, които съдържат силни нитридни образци като AL и TI [4]. Известно е, че хромовите оксидни люспи са азотни пропускливи и Cr2 N се образува или като подмащабен слой или като вътрешна утайка [8,9]. Този ефект може да се очаква да бъде по -тежък при условия на термично колоездене, което води до напукване на мащаб на оксид и намаляване на ефективността му като бариера до азот [6]. По този начин корозионното поведение се управлява от конкуренцията между окисляването, което води до защитното образуване/поддържане на алуминиев оксид, и азотното навлизане, което води до вътрешно нитридация на матрицата на сплав чрез образуване на фаза на ALN [6,10], което води до разпръскване на този регион поради по -голямо термично разширение на фазата на Aln в сравнение с аломиращата матрица [9]. При излагане на Fecral сплави на високи температури в атмосфера с кислород или други донори на кислород като H2O или CO2, окисляването е доминиращата реакция и форми на алуминиев мащаб, което е непроницаемо за кислород или азот при повишени температури и осигурява защита срещу тяхното проникване в сплавната матрица. Но, ако е изложена на редукционна атмосфера (N2+H2) и защитна пукнатина на алуминиевата скала, локалното окисляване на пробив започва от образуването на непротективни CR и ферихи оксиди, които осигуряват благоприятен път за дифузия на азот във феритната матрица и образуването на фаза на Aln [9]. Защитната (4.6) азотна атмосфера често се прилага при индустриалното приложение на Fecral сплави. Например, нагревателите за съпротивление в пещите с топлинна обработка със защитна азотна атмосфера са пример за широкото приложение на Fecral сплави в такава среда. Авторите съобщават, че скоростта на окисляване на сплавите на Fecraly е значително по -бавна при отгряване в атмосфера с ниско съдържание на кислород [11]. Целта на проучването беше да се определи дали отгряването в (99,996%) азотен (4.6) газ (Messer® Spec. Ниво на примес O2 + H2O <10 ppm) влияе на корозионната устойчивост на FEcral сплав (Kanthal AF) и до каква степен зависи от температурата на отгряване, неговите вариации (термично-циклиране), и скорост на отопление.