Kanthal AF қорытпасы 837 резистомды алхромды Y фекрал қорытпасы

Kanthal AF - 1300°C (2370°F) дейінгі температурада қолдануға арналған ферриттік темір-хром-алюминий қорытпасы (FeCrAl қорытпасы). Қорытпа тамаша тотығуға төзімділікпен және өте жақсы пішін тұрақтылығымен сипатталады, бұл элементтердің ұзақ қызмет ету мерзімін қамтамасыз етеді.

Кан-тхал AF әдетте өнеркәсіптік пештер мен тұрмыстық техникадағы электрлік қыздыру элементтерінде қолданылады.

Тұрмыстық техника өнеркәсібінде тостерлерге, шаш кептіргіштерге арналған ашық слюда элементтерін, желдеткіш жылытқыштарға арналған меандр пішінді элементтерді және плиталардағы керамикалық шыны үстіңгі қыздырғыштардағы талшықты оқшаулағыш материалдағы ашық катушка элементтерін, қайнату плиталарына арналған керамикалық жылытқыштарды, керамикалық плиталары бар пісіру плиталарына арналған қалыпталған керамикалық талшықтардағы катушкаларды, желдеткіш жылытқыштарға арналған аспалы катушка элементтерін, радиаторларға, конвекциялық жылытқыштарға арналған аспалы түзу сым элементтерін, ыстық ауа мылтықтарына, радиаторларға, кептіргіштерге арналған кірпі элементтерін қолдануға болады.

Аңдатпа Осы зерттеуде коммерциялық FeCrAl қорытпасының (Kanthal AF) азот газында (4.6) 900 °C және 1200 °C температурада күйдіру кезіндегі коррозия механизмі сипатталған. Әртүрлі жалпы әсер ету уақыттары, қыздыру жылдамдығы және күйдіру температурасы бар изотермиялық және термоциклдік сынақтар жүргізілді. Ауадағы және азот газындағы тотығу сынағы термогравиметриялық талдау арқылы жүргізілді. Микроқұрылым сканерлеуші ​​​​электрондық микроскопия (SEM-EDX), Оже электронды спектроскопиясы (AES) және фокусталған иондық сәуле (FIB-EDX) талдауымен сипатталады. Нәтижелер коррозияның дамуы алюминий белсенділігін төмендететін және морттық пен ластануды тудыратын AlN фазалық бөлшектерінен тұратын жергілікті жер асты нитрлеу аймақтарының пайда болуы арқылы жүретінін көрсетеді. Al-нитридтің түзілуі және Al-оксидті қабыршақтардың өсу процестері күйдіру температурасы мен қыздыру жылдамдығына байланысты. FeCrAl қорытпасын нитрлеу оттегінің парциалды қысымы төмен азот газында күйдіру кезінде тотығуға қарағанда жылдамырақ процесс екені және қорытпаның ыдырауының негізгі себебі болып табылатыны анықталды.

Кіріспе FeCrAl негізіндегі қорытпалар (Kanthal AF ®) жоғары температурада жоғары тотығуға төзімділігімен танымал. Бұл тамаша қасиет бетінде термодинамикалық тұрақты алюминий оксиді қабығының пайда болуымен байланысты, бұл материалды одан әрі тотығудан қорғайды [1]. Коррозияға төзімділіктің жоғары қасиеттеріне қарамастан, бөлшектер жоғары температурада жиі термиялық циклге ұшыраса, FeCrAl негізіндегі қорытпалардан жасалған компоненттердің қызмет ету мерзімі шектеулі болуы мүмкін [2]. Мұның бір себебі - қабық түзуші элемент, алюминий, алюминий оксиді қабығының қайталанатын термошоктық крекингі және реформациясы салдарынан жер асты аймағындағы қорытпа матрицасында тұтынылады. Егер қалған алюминий мөлшері критикалық концентрациядан төмен түссе, қорытпа енді қорғаныс қабығын реформалай алмайды, бұл тез өсетін темір және хром негізіндегі оксидтердің пайда болуы арқылы апатты түрде бөлінетін тотығуға әкеледі [3,4]. Қоршаған ортаға және беттік оксидтердің өткізгіштігіне байланысты бұл ішкі тотығуды немесе нитрлеуді және жер асты аймағында қажетсіз фазалардың пайда болуын жеңілдетуі мүмкін [5]. Хан мен Янг NiCrAl қорытпаларын түзетін алюминий оксиді қабыршағында ауа атмосферасында жоғары температурада термиялық цикл кезінде, әсіресе Al және Ti сияқты күшті нитрид түзгіштері бар қорытпаларда ішкі тотығу мен нитрлеудің күрделі үлгісі дамитынын көрсетті [6,7]. Хром оксиді қабыршақтары азот өткізгіш екені белгілі, ал Cr2N қабыршақты қабат немесе ішкі тұнба ретінде түзіледі [8,9]. Бұл әсер термиялық цикл жағдайында оксид қабыршағын жарып, оның азотқа кедергі ретіндегі тиімділігін төмендететіні күтілуі мүмкін [6]. Осылайша, коррозия мінез-құлқы қорғаныш алюминий оксидінің түзілуіне/күтіп тұруына әкелетін тотығу мен AlN фазасының түзілуі арқылы қорытпа матрицасының ішкі нитрленуіне әкелетін азоттың енуі арасындағы бәсекелестікпен реттеледі [6,10], бұл қорытпа матрицасымен салыстырғанда AlN фазасының жоғары термиялық кеңеюіне байланысты сол аймақтың таралуына әкеледі [9]. FeCrAl қорытпаларын оттегі немесе H2O немесе CO2 сияқты басқа оттегі донорлары бар атмосферада жоғары температураға ұшыратқанда, тотығу басым реакция болып табылады және жоғары температурада оттегі немесе азот өткізбейтін және олардың қорытпа матрицасына енуінен қорғайтын алюминий оксиді қабыршағы пайда болады. Бірақ, тотықсыздану атмосферасына (N2+H2) және қорғаныш алюминий оксиді қабыршағының жарықшағына ұшыратқанда, жергілікті бөліну тотығуы қорғаныш емес Cr және Ferich оксидтерінің түзілуінен басталады, бұл азоттың ферриттік матрицаға диффузиясына және AlN фазасының түзілуіне қолайлы жол ашады [9]. Қорғаныш (4.6) азот атмосферасы FeCrAl қорытпаларын өнеркәсіптік қолдануда жиі қолданылады. Мысалы, қорғаныш азот атмосферасы бар термиялық өңдеу пештеріндегі кедергі қыздырғыштары FeCrAl қорытпаларын мұндай ортада кеңінен қолданудың мысалы болып табылады. Авторлар FeCrAlY қорытпаларының тотығу жылдамдығы оттегінің парциалды қысымы төмен атмосферада күйдіру кезінде айтарлықтай баяу болатынын хабарлайды [11]. Зерттеудің мақсаты (99,996%) азот (4,6) газында (Messer® спецификациялық қоспа деңгейі O2 + H2O < 10 ppm) күйдіру FeCrAl қорытпасының (Kanthal AF) коррозияға төзімділігіне әсер ететінін және оның күйдіру температурасына, оның өзгеруіне (термиялық цикл) және қыздыру жылдамдығына қаншалықты тәуелді екенін анықтау болды.