Kanthal AF сплаў 837 рэзістам алхром Y фекральны сплаў

Kanthal AF - гэта ферытны жалеза-хром-алюмініевы сплаў (сплаў FeCrAl) для выкарыстання пры тэмпературах да 1300°C (2370°F). Сплаў характарызуецца выдатнай устойлівасцю да акіслення і вельмі добрай стабільнасцю формы, што прыводзіць да працяглага тэрміну службы элемента.

Kan-thal AF звычайна выкарыстоўваецца ў электрычных награвальных элементах у прамысловых печах і бытавой тэхніцы.

Прыкладам прымянення ў бытавой прамысловасці з'яўляюцца адкрытыя слюдзяныя элементы для тостараў, фенаў, элементы меандравай формы для вентылятараў і ў якасці адкрытых элементаў змеявіка на валаконным ізаляцыйным матэрыяле ў керамічных шкляных верхніх награвальніках у шэрагах, у керамічных награвальніках для кіпячых пліт, змеявікоў на фармованым керамічным валакне для варачных пліт з керамічнымі варачнымі панэлямі, у падвесных элементах змеявіка для вентылятараў, у падвесных элементах з прамым дротам для радыятараў, канвекцыйных абагравальнікаў, у элементах дзікабраз для фенаў, радыятараў, сушыльных машын.

Анатацыя У дадзеным даследаванні апісаны механізм карозіі камерцыйнага сплаву FeCrAl (Kanthal AF) падчас адпалу ў газавым азоце (4.6) пры 900 °C і 1200 °C. Былі праведзены ізатэрмічныя і тэрмацыклічныя выпрабаванні з розным агульным часам уздзеяння, хуткасцю нагрэву і тэмпературай адпалу. Тэст на акісленне ў паветры і газавым азоце праводзіўся тэрмагравіметрычным аналізам. Мікраструктура характарызуецца з дапамогай сканавальнай электроннай мікраскапіі (SEM-EDX), Оже-электроннай спектраскапіі (AES) і аналізу сфакусаванага іённага пучка (FIB-EDX). Вынікі паказваюць, што прагрэсаванне карозіі адбываецца праз утварэнне лакалізаваных падпаверхневых абласцей азотавання, якія складаюцца з часціц фазы AlN, што зніжае актыўнасць алюмінія і выклікае далікатнасць і раскол. Працэсы адукацыі нітрыду Al і росту накіпу аксіду Al залежаць ад тэмпературы адпалу і хуткасці нагрэву. Было ўстаноўлена, што азотаванне сплаву FeCrAl з'яўляецца больш хуткім працэсам, чым акісленне падчас адпалу ў газавым азоце з нізкім парцыяльным ціскам кіслароду, і з'яўляецца асноўнай прычынай дэградацыі сплаву.

Уводзіны Сплавы на аснове FeCrAl (Kanthal AF ®) добра вядомыя сваёй найвышэйшай устойлівасцю да акіслення пры павышаных тэмпературах. Гэта выдатная ўласцівасць звязана з адукацыяй тэрмадынамічна стабільнай акаліны аксіду алюмінія на паверхні, якая абараняе матэрыял ад далейшага акіслення [1]. Нягледзячы на ​​выдатныя ўласцівасці ўстойлівасці да карозіі, тэрмін службы кампанентаў, вырабленых са сплаваў на аснове FeCrAl, можа быць абмежаваны, калі дэталі часта падвяргаюцца цеплавым цыклам пры павышаных тэмпературах [2]. Адной з прычын гэтага з'яўляецца тое, што элемент, які ўтварае акаліну, алюміній, расходуецца ў матрыцы сплаву ў падпаверхневай зоне з-за шматразовага тэрмічнага трэскання і фармавання акаліны аксіду алюмінія. Калі астатняе ўтрыманне алюмінію зніжаецца ніжэй крытычнай канцэнтрацыі, сплаў больш не можа рэфармаваць ахоўны маштаб, што прыводзіць да катастрафічнага акіслення адрыву шляхам адукацыі хутка растучых аксідаў на аснове жалеза і хрому [3,4]. У залежнасці ад навакольнай атмасферы і пранікальнасці паверхневых аксідаў гэта можа спрыяць далейшаму ўнутранаму акісленню або нітрыдаванню і ўтварэнню непажаданых фаз у падпаверхневай вобласці [5]. Хан і Янг паказалі, што ў сплавах Ni Cr Al, якія ўтвараюць акісь алюмінію, развіваецца складаная схема ўнутранага акіслення і азотавання [6,7] падчас цеплавога цыклу пры павышаных тэмпературах у паветранай атмасферы, асабліва ў сплавах, якія ўтрымліваюць моцныя нітрыдаўтваральнікі, такія як Al і Ti [4]. Вядома, што лускавінкі аксіду хрому пранікаюць для азоту, а Cr2N утвараецца альбо ў выглядзе падслою, альбо ў выглядзе ўнутранага ападку [8,9]. Можна чакаць, што гэты эфект будзе больш сур'ёзным ва ўмовах цеплавога цыклу, які прыводзіць да расколіны аксіду і зніжэння яго эфектыўнасці ў якасці бар'ера для азоту [6]. Такім чынам, каразійныя паводзіны рэгулююцца канкурэнцыяй паміж акісленнем, якое прыводзіць да адукацыі/падтрымцы ахоўнага аксіду алюмінію, і пранікненнем азоту, што прыводзіць да ўнутранага азотавання матрыцы сплаву шляхам адукацыі фазы AlN [6,10], што прыводзіць да расколвання у гэтай вобласці з-за большага цеплавога пашырэння фазы AlN у параўнанні з матрыцай сплаву [9]. Калі сплавы FeCrAl падвяргаюцца ўздзеянню высокіх тэмператур у атмасферах з кіслародам або іншымі донарамі кіслароду, такімі як H2O або CO2, акісленне з'яўляецца дамінуючай рэакцыяй і ўтвараецца акіп аксіду алюмінію, які непранікальны для кіслароду або азоту пры павышаных тэмпературах і забяспечвае абарону ад іх пранікнення ў матрыца сплаву. Але пры ўздзеянні аднаўленчай атмасферы (N2+H2) і трэскання ахоўнага аксіду алюмінію пачынаецца лакальнае адрыўнае акісленне з утварэннем неахоўных аксідаў Cr і Ferich, якія забяспечваюць спрыяльны шлях для дыфузіі азоту ў ферытную матрыцу і адукацыі фазы AlN [9]. Ахоўная (4.6) атмасфера азоту часта ўжываецца ў прамысловай вытворчасці сплаваў FeCrAl. Напрыклад, награвальнікі супраціву ў печах тэрмаапрацоўкі з ахоўнай атмасферай азоту з'яўляюцца прыкладам шырокага прымянення сплаваў FeCrAl у такім асяроддзі. Аўтары паведамляюць, што хуткасць акіслення сплаваў FeCrAlY значна ніжэй пры адпале ў атмасферы з нізкім парцыяльным ціскам кіслароду [11]. Мэтай даследавання было вызначыць, ці ўплывае адпал у (99,996%) газавым азоце (4,6) (спецыфікацыя Messer®, узровень прымешак O2 + H2O <10 праміле) на каразійную ўстойлівасць сплаву FeCrAl (Kanthal AF) і ў якой ступені гэта залежыць на тэмпературу адпалу, яе змяненне (тэрмічны цыкл) і хуткасць нагрэву.