Kanthal AF-legering 837 resistohm alchrome Y fekraallegering

Kanthal AF is in ferrityske izer-chromium-aluminiumlegering (FeCrAl-legering) foar gebrûk by temperatueren oant 1300 °C (2370 °F). De legearing wurdt karakterisearre troch poerbêste oksidaasjebestriding en tige goede foarmstabiliteit, wat resulteart yn in lange libbensdoer fan it elemint.

Kan-thal AF wurdt typysk brûkt yn elektryske ferwaarmingseleminten yn yndustriële ovens en húshâldlike apparaten.

Foarbylden fan tapassingen yn 'e apparaatsektor binne iepen glimmer-eleminten foar broodroosters, hierdroegers, meanderfoarmige eleminten foar ventilatorkachels en as iepen spoeleleminten op glêstriedisolearjend materiaal yn keramyske glêzen kachels yn fornuizen, keramyske kachels foar kookplaten, spoelen op getten keramyske fezels foar kookplaten mei keramyske kookplaten, ophongen spoeleleminten foar ventilatorkachels, ophongen rjochte trieleminten foar radiatoren, konveksjekachels, en stekelvarke-eleminten foar hjitteluchtpistolen, radiatoren, droegers.

Gearfetting Yn 'e hjoeddeiske stúdzje wurdt it korrosjemeganisme fan kommersjele FeCrAl-legering (Kanthal AF) tidens gloeien yn stikstofgas (4.6) by 900 °C en 1200 °C sketst. Isothermyske en termo-syklyske testen mei ferskillende totale bleatstellingstiden, ferwaarmingssnelheden en gloeitemperatueren waarden útfierd. Oksidaasjetests yn loft en stikstofgas waarden útfierd troch thermogravimetryske analyze. De mikrostruktuer wurdt karakterisearre troch skennende elektronenmikroskopie (SEM-EDX), Auger-elektronenspektroskopie (AES) en fokussearre ionenbeam (FIB-EDX) analyze. De resultaten litte sjen dat de foarútgong fan korrosje plakfynt troch de foarming fan lokalisearre ûndergrûnske nitridaasjeregio's, besteande út AlN-fazepartikels, wat de aluminiumaktiviteit ferminderet en ferbrossing en ôfspjalting feroarsaket. De prosessen fan Al-nitridefoarming en Al-okside-skaalgroei binne ôfhinklik fan gloeitemperatuer en ferwaarmingssnelheid. It waard fûn dat nitridaasje fan 'e FeCrAl-legearing in rapper proses is as oksidaasje tidens gloeien yn in stikstofgas mei lege soerstofpartialdruk en de wichtichste oarsaak fan legearingsdegradaasje foarmet.

Ynlieding Legeringen op basis fan FeCrAl (Kanthal AF ®) binne bekend om har superieure oksidaasjebestriding by ferhege temperatueren. Dizze poerbêste eigenskip is relatearre oan de foarming fan termodynamysk stabile aluminiumoxide-skaal op it oerflak, dy't it materiaal beskermet tsjin fierdere oksidaasje [1]. Nettsjinsteande superieure korrosjebestridingseigenskippen kin de libbensdoer fan 'e komponinten makke fan legeringen op basis fan FeCrAl beheind wurde as de ûnderdielen faak bleatsteld wurde oan termyske syklussen by ferhege temperatueren [2]. Ien fan 'e redenen hjirfoar is dat it skaalfoarmjende elemint, aluminium, yn 'e legearingmatrix yn it ûndergrûnske gebiet konsumearre wurdt troch it werhelle termoskokskea en herfoarmjen fan 'e aluminiumoxide-skaal. As it oerbleaune aluminiumgehalte ûnder krityske konsintraasje ôfnimt, kin de legearing de beskermjende skaal net mear herfoarmje, wat resulteart yn in katastrofale ôfbrekkende oksidaasje troch de foarming fan rap groeiende oksiden op basis fan izer en chromium [3,4]. Ofhinklik fan 'e omlizzende sfear en permeabiliteit fan oerflakoksiden kin dit fierdere ynterne oksidaasje of nitridaasje en de foarming fan net winske fazen yn it ûndergrûnske gebiet fasilitearje [5]. Han en Young hawwe oantoand dat yn NiCrAl-legeringen dy't aluminiumoxide-skaal foarmje, in kompleks patroan fan ynterne oksidaasje en nitridaasje ûntstiet [6,7] tidens termyske syklus by ferhege temperatueren yn in loftatmosfear, foaral yn legeringen dy't sterke nitridefoarmers lykas Al en Ti befetsje [4]. Chroeumokside-skalen binne bekend as stikstofpermeabel, en Cr2N foarmet as in sublaach of as ynterne delslach [8,9]. Dit effekt kin ferwachte wurde swierder te wêzen ûnder termyske syklusomstannichheden dy't liede ta barsten fan okside-skaal en it ferminderjen fan syn effektiviteit as barriêre foar stikstof [6]. It korrosjegedrach wurdt dus regele troch de konkurrinsje tusken oksidaasje, wat liedt ta de beskermjende foarming/behâld fan aluminiumoxide, en stikstofyngong dy't liedt ta ynterne nitridaasje fan 'e legearingsmatrix troch de foarming fan AlN-faze [6,10], wat liedt ta de spallaasje fan dy regio fanwegen hegere termyske útwreiding fan 'e AlN-faze yn ferliking mei de legearingsmatrix [9]. By it bleatstellen fan FeCrAl-legeringen oan hege temperatueren yn atmosfearen mei soerstof of oare soerstofdonors lykas H2O of CO2, is oksidaasje de dominante reaksje, en ûntstiet der aluminiumoxide-skaal, dy't ûnpermeabel is foar soerstof of stikstof by ferhege temperatueren en beskerming biedt tsjin har yntrusje yn 'e legeringsmatrix. Mar, as se bleatsteld wurde oan in reduksjeatmosfear (N2+H2), en beskermjende aluminiumoxide-skaalbarst, begjint in lokale ôfbreksoksidaasje troch de foarming fan net-beskermjende Cr- en Ferich-oksiden, dy't in geunstich paad biede foar stikstofdiffúzje yn 'e ferrityske matrix en de foarming fan 'e AlN-faze [9]. De beskermjende (4.6) stikstofatmosfear wurdt faak tapast yn 'e yndustriële tapassing fan FeCrAl-legeringen. Bygelyks, wjerstânsferwaarming yn waarmtebehannelingsovens mei in beskermjende stikstofatmosfear binne in foarbyld fan 'e wiidfersprate tapassing fan FeCrAl-legeringen yn sa'n omjouwing. De auteurs melde dat de oksidaasjesnelheid fan 'e FeCrAlY-legeringen flink stadiger is by it gloeien yn in atmosfear mei lege soerstofpartialdrukken [11]. It doel fan 'e stúdzje wie om te bepalen oft gloeien yn (99.996%) stikstof (4.6) gas (Messer® spec. ûnreinheidsnivo O2 + H2O < 10 ppm) ynfloed hat op 'e korrosjebestriding fan FeCrAl-legearing (Kanthal AF) en yn hoefier't it ôfhinklik is fan 'e gloeitemperatuer, de fariaasje dêrfan (termyske syklus) en de ferwaarmingssnelheid.