Liga Kanthal AF 837 reżistenza ohm alkromju Y liga fekrali

Kanthal AF hija liga ferritika tal-ħadid-kromju-aluminju (liga FeCrAl) għall-użu f'temperaturi sa 1300°C (2370°F). Il-liga hija kkaratterizzata minn reżistenza eċċellenti għall-ossidazzjoni u stabbiltà tal-forma tajba ħafna li tirriżulta f'ħajja twila tal-element.

Kan-thal AF tipikament jintuża f'elementi ta' tisħin elettriku f'fran industrijali u apparat domestiku.

Eżempji ta' applikazzjonijiet fl-industrija tal-apparat huma f'elementi miftuħa tal-majka għal toasters, hair dryers, f'elementi f'forma ta' meandru għal fan heaters u bħala elementi ta' coil miftuħa fuq materjal iżolanti tal-fibra f'heaters taċ-ċeramika b'wiċċ tal-ħġieġ f'ranges, f'heaters taċ-ċeramika għal pjanċi tat-togħlija, coils fuq fibra taċ-ċeramika ffurmata għal pjanċi tat-tisjir b'hobs taċ-ċeramika, f'elementi ta' coil sospiżi għal fan heaters, f'elementi sospiżi ta' wajer dritt għal radjaturi, heaters tal-konvezzjoni, f'elementi porcupine għal hot air guns, radjaturi, tumble dryers.

Astratt Fl-istudju preżenti, huwa deskritt il-mekkaniżmu tal-korrużjoni tal-liga kummerċjali FeCrAl (Kanthal AF) waqt it-temprar f'gass nitroġenu (4.6) f'900 °C u 1200 °C. Twettqu testijiet iżotermiċi u termoċikliċi b'ħinijiet totali ta' espożizzjoni, rati ta' tisħin u temperaturi ta' temprar li jvarjaw. It-test tal-ossidazzjoni fl-arja u fil-gass nitroġenu twettaq permezz ta' analiżi termogravimetrika. Il-mikrostruttura hija kkaratterizzata minn mikroskopija elettronika tal-iskannjar (SEM-EDX), spettroskopija elettronika Auger (AES), u analiżi tar-raġġ joniku ffukat (FIB-EDX). Ir-riżultati juru li l-progressjoni tal-korrużjoni sseħħ permezz tal-formazzjoni ta' reġjuni lokalizzati ta' nitridazzjoni taħt il-wiċċ, magħmula minn partiċelli tal-fażi AlN, li jnaqqsu l-attività tal-aluminju u jikkawżaw fraġli u spallazzjoni. Il-proċessi tal-formazzjoni tan-nitrid tal-Al u t-tkabbir tal-iskala tal-ossidu tal-Al jiddependu mit-temperatura tat-temprar u r-rata tat-tisħin. Instab li n-nitridazzjoni tal-liga FeCrAl hija proċess aktar mgħaġġel mill-ossidazzjoni waqt l-ittemprar f'gass nitroġenu bi pressjoni parzjali baxxa ta' ossiġnu u tirrappreżenta l-kawża ewlenija tad-degradazzjoni tal-liga.

Introduzzjoni Il-ligi bbażati fuq FeCrAl (Kanthal AF ®) huma magħrufa sew għar-reżistenza superjuri tagħhom għall-ossidazzjoni f'temperaturi elevati. Din il-proprjetà eċċellenti hija relatata mal-formazzjoni ta' skala tal-alumina termodinamikament stabbli fuq il-wiċċ, li tipproteġi l-materjal kontra aktar ossidazzjoni [1]. Minkejja l-proprjetajiet superjuri ta' reżistenza għall-korrużjoni, il-ħajja tal-komponenti manifatturati minn ligi bbażati fuq FeCrAl tista' tkun limitata jekk il-partijiet ikunu esposti ta' spiss għal ċikliżmu termali f'temperaturi elevati [2]. Waħda mir-raġunijiet għal dan hija li l-element li jifforma l-iskala, l-aluminju, jiġi kkunsmat fil-matriċi tal-liga fiż-żona tas-sottowiċċ minħabba l-qsim u r-riforma ripetuti tat-termo-xokk tal-iskala tal-alumina. Jekk il-kontenut tal-aluminju li jifdal jonqos taħt konċentrazzjoni kritika, il-liga ma tistax tibqa' tirriforma l-iskala protettiva, li tirriżulta f'ossidazzjoni katastrofika li tinqasam permezz tal-formazzjoni ta' ossidi bbażati fuq il-ħadid u l-kromju li jikbru malajr [3,4]. Skont l-atmosfera tal-madwar u l-permeabilità tal-ossidi tal-wiċċ dan jista' jiffaċilita aktar ossidazzjoni interna jew nitridazzjoni u l-formazzjoni ta' fażijiet mhux mixtieqa fir-reġjun tas-sottowiċċ [5]. Han u Young urew li fil-ligi Ni Cr Al li jiffurmaw skala tal-alumina, tiżviluppa xejra kumplessa ta' ossidazzjoni interna u nitridazzjoni [6,7] matul iċ-ċikliżmu termali f'temperaturi elevati f'atmosfera ta' arja, speċjalment f'ligi li fihom jiffurmaw nitridi qawwija bħal Al u Ti [4]. L-iskali tal-ossidu tal-kromju huma magħrufa li huma permeabbli għan-nitroġenu, u Cr2N jifforma jew bħala saff ta' sottoskala jew bħala preċipitat intern [8,9]. Dan l-effett jista' jkun mistenni li jkun aktar sever taħt kundizzjonijiet taċ-ċikliżmu termali li jwasslu għal qsim tal-iskala tal-ossidu u tnaqqis tal-effettività tagħha bħala barriera għan-nitroġenu [6]. L-imġiba tal-korrużjoni hija għalhekk irregolata mill-kompetizzjoni bejn l-ossidazzjoni, li twassal għall-formazzjoni/manutenzjoni protettiva tal-alumina, u d-dħul tan-nitroġenu li jwassal għal nitridazzjoni interna tal-matriċi tal-liga permezz tal-formazzjoni tal-fażi AlN [6,10], li twassal għall-ispalljazzjoni ta' dak ir-reġjun minħabba espansjoni termali ogħla tal-fażi AlN meta mqabbla mal-matriċi tal-liga [9]. Meta l-ligi tal-FeCrAl jiġu esposti għal temperaturi għoljin f'atmosferi b'ossiġnu jew donaturi oħra tal-ossiġnu bħal H2O jew CO2, l-ossidazzjoni hija r-reazzjoni dominanti, u tifforma skala tal-alumina, li hija impermeabbli għall-ossiġnu jew in-nitroġenu f'temperaturi elevati u tipprovdi protezzjoni kontra l-intrużjoni tagħhom fil-matriċi tal-liga. Iżda, jekk tiġi esposta għal atmosfera ta' tnaqqis (N2+H2), u xquq protettiv fl-iskala tal-alumina, tibda ossidazzjoni lokali bil-formazzjoni ta' ossidi Cr u Ferich mhux protettivi, li jipprovdu mogħdija favorevoli għad-diffużjoni tan-nitroġenu fil-matriċi ferritika u l-formazzjoni tal-fażi AlN [9]. L-atmosfera protettiva tan-nitroġenu (4.6) hija applikata ta' spiss fl-applikazzjoni industrijali tal-ligi tal-FeCrAl. Pereżempju, ħiters tar-reżistenza f'fran tat-trattament bis-sħana b'atmosfera protettiva tan-nitroġenu huma eżempju tal-applikazzjoni mifruxa tal-ligi tal-FeCrAl f'ambjent bħal dan. L-awturi jirrappurtaw li r-rata ta' ossidazzjoni tal-ligi tal-FeCrAlY hija konsiderevolment aktar bil-mod meta jiġu ttemprati f'atmosfera bi pressjonijiet parzjali baxxi tal-ossiġnu [11]. L-għan tal-istudju kien li jiġi determinat jekk l-annealing f'gass nitroġenu (99.996%) (4.6) (livell ta' impurità skont l-ispeċifikazzjoni Messer® O2 + H2O < 10 ppm) jaffettwax ir-reżistenza għall-korrużjoni tal-liga FeCrAl (Kanthal AF) u sa liema punt tiddependi mit-temperatura tal-annealing, il-varjazzjoni tagħha (ċikliżmu termali), u r-rata tat-tisħin.