Kanthal AF AF -seos 837 Resistohm Alchrome Y Fecral Seos

Kanthal AF on ferriittinen rauta-kromi-alumiiniseos (fecral-seos) käytettäväksi lämpötiloissa 1300 ° C: seen (2370 ° F). Seokselle on ominaista erinomainen hapettumiskestävyys ja erittäin hyvä muotoinen stabiilisuus, mikä johtaa pitkän elementin käyttöikään.

Kan-Thal AF: tä käytetään tyypillisesti teollisuusuunien ja kodinkoneiden sähkölämmityselementeissä.

Esimerkki laiteteollisuuden sovelluksista ovat avoimissa kiille -elementeissä lirämyyjille, hiustenkuivaajille, mutkan muotoisilla elementeillä tuulettimien lämmittimille ja avoimina kelaelementeinä kuitumateriaalissa keraamisissa lasilasilämmittimissä, keraamisissa lämmittimissä keittäviä levyjä varten, kelat, joissa on suorat langan keittolevyt Jäähdyttimet, konvektiolämmittimet, sika -elementeissä kuumailaitteille, jäähdyttimille, kuivausrummeille.

Tiivistelmä tässä tutkimuksessa kaupallisen fekraliseos (kanthal AF) korroosiomekanismi hehkutuksen aikana typpikaasussa (4,6) 900 ° C: ssa ja 1200 ° C: ssa. Isotermiset ja termosykliset testit suoritettiin vaihtelevilla kokonaisvalotusaikoilla, lämmitysnopeudet ja hehkutuslämpötilat. Ilma- ja typpikaasun hapetustesti suoritettiin termogravimetrisella analyysillä. Mikrorakenteelle on ominaista skannaava elektronimikroskopia (SEM-EDX), AURER-elektronispektroskopia (AES) ja keskittynyt ionisäteen (FIB-EDX) analyysi. Tulokset osoittavat, että korroosion eteneminen tapahtuu paikallisten pinta -nitridaatioalueiden muodostumisen kautta, jotka koostuvat ALN -faasihiukkasista, mikä vähentää alumiiniaktiivisuutta ja aiheuttaa hajamielisyyttä ja spallaaatiota. Al-nitridin muodostumisen ja al-oksidiasteikon kasvun prosessit riippuvat hehkutuslämpötilasta ja lämmitysnopeudesta. Todettiin, että fekraliseoksen nitridointi on nopeampi prosessi kuin hapettuminen hehkutuksen aikana typpikaasussa, jolla on alhainen happea osittainen paine ja edustaa seoksen hajoamisen pääasiallista syytä.

Johdanto Fecral - Pohjaiset seokset (Kanthal AF ®) tunnetaan suuremmasta hapettumiskestävyydestään kohonneissa lämpötiloissa. Tämä erinomainen ominaisuus liittyy termodynaamisesti stabiilin alumiinioksidin asteikon muodostumiseen pinnalla, joka suojaa materiaalia edelleen hapettumiselta [1]. Huolimatta erinomaisista korroosionkestävyyksistä, Fecral -pohjaisista seoksista valmistettujen komponenttien elinaika voidaan rajoittaa, jos osat altistetaan usein lämpösyklille kohonneissa lämpötiloissa [2]. Yksi syy tähän on se, että asteikon muodostava elementti, alumiini, kulutetaan maanpinnan alueen seosmatriisissa alumiinioksidin toistuvan lämpö-shokkien halkeilun ja uudistamisen vuoksi. Jos jäljellä oleva alumiinipitoisuus vähenee kriittisen konsentraation alla, seos ei voi enää uudistaa suoja-asteikkoa, mikä johtaa katastrofaaliseen hajoamiseen hapettumiseen muodostumalla nopeasti kasvavia rautapohjaisia ​​ja kromipohjaisia ​​oksideja [3,4]. Ympäröivästä ilmakehästä ja pintaoksidien läpäisevyydestä riippuen tämä voi helpottaa sisäistä hapettumista tai nitridaatiota ja ei -toivottujen vaiheiden muodostumista maanpinnan alueella [5]. Han ja Young ovat osoittaneet, että alumiinioksidi -asteikolla muodostavat nivellejeerot, monimutkainen sisäinen hapettumis- ja nitridaatiokuvio kehittyy [6,7] lämpösyklin aikana korotetuissa lämpötiloissa ilma -ilmakehässä, etenkin seoksissa, jotka sisältävät voimakkaita nitridilomentajia, kuten Al ja Ti [4]. Kromioksidiasteikkojen tiedetään olevan typpi läpäisevä, ja CR2 N muodostaa joko ala-asteikon kerroksena tai sisäisenä saostumina [8,9]. Tämän vaikutuksen voidaan odottaa olevan vakavampi lämpösyklisolosuhteissa, jotka johtavat oksidiasteikon halkeamiseen ja vähentävät sen tehokkuutta typen esteenä [6]. Korroosiokäyttäytymistä säätelee siten hapettumisen välinen kilpailu, joka johtaa suojaavaan alumiinioksidimuodostumiseen/ylläpitoon, ja typen tunkeutumiseen, joka johtaa seostimatriisin sisäiseen nitridaatioon muodostumalla ALN -faasi [6,10], mikä johtaa alueen spallaatioon johtuen ALN ​​-faasin korkeammasta lämpöä verrattuna [9]. Kun altistetaan fekraliset seokset korkeisiin lämpötiloihin ilmakehissä happea tai muita hapen luovuttajia, kuten H2O tai CO2, hapetus on hallitseva reaktio, ja alumiinioksidi -asteikko muodostaa, mikä on läpäisemätön happea tai typpeä kohonneissa lämpötiloissa ja tarjoavat suojaa heidän tunkeutumistaan ​​asettamismatriisiin. Mutta jos altistetaan pelkistysilmakehän (N2+H2) ja suojaavalle alumiinioksidi-asteikon halkeamiselle, paikallinen murtautumishapetus alkaa muodostumalla ei-suojaavien CR- ja Ferich-oksidien muodostumisella, jotka tarjoavat suotuisan polun typen diffuusiolle ferriittimatriisiin ja ALN-vaiheen muodostumiseen [9]. Suojaavaa (4,6) typpiakselia käytetään usein fekraliseosten teollisessa levityksessä. Esimerkiksi resistenssilämmittimet lämpökäsittelyuunissa, joissa on suojaava typpilmapiiri, ovat esimerkki fekraliseosten laajalle levinneestä käytöstä sellaisessa ympäristössä. Kirjailijat kertovat, että fecraly -seosten hapettumisaste on huomattavasti hitaampi hehkutettuna ilmakehässä, jolla on alhaiset hapen osittaiset paineet [11]. Tutkimuksen tavoitteena oli määrittää, hehkutus (99,996%) typpeä (4,6) kaasu (Messer® Spec. Epäpuhtausasteen O2 + H2O <10 ppm) vaikuttaa fekraalisen seoksen (kanthal AF) korroosionkestävyyteen ja siihen, missä määrin se riippuu hehkutuslämpötilasta, sen variaatiosta (lämpökerroksesta) ja lämmittämisestä.