Kanthal AF қорытпасы 837 резистом алхромды Y фекрал қорытпасы

Kanthal AF - 1300°C (2370°F) дейінгі температурада қолдануға арналған ферритті темір-хром-алюминий қорытпасы (FeCrAl қорытпасы). Қорытпа тамаша тотығуға төзімділігімен және элементтердің ұзақ қызмет ету мерзіміне әкелетін өте жақсы пішін тұрақтылығымен сипатталады.

Kan-thal AF әдетте өнеркәсіптік пештер мен тұрмыстық құрылғылардағы электрлік қыздыру элементтерінде қолданылады.

Құрылғы өнеркәсібіндегі қолдану мысалдары тостерлерге, шаш кептіргіштерге арналған ашық слюда элементтерінде, желдеткіш жылытқыштар үшін меандр пішінді элементтерде және диапазондардағы керамикалық шыны үстіңгі жылытқыштардағы талшықты оқшаулағыш материалдағы ашық катушкалар ретінде, қайнату табақтарына арналған керамикалық жылытқыштарда, пісіру табақтары үшін құйылған керамикалық талшықтардағы катушкалар, керамикалық қыздырғыштардағы түзу желдеткіштерде, аспалы сымдардағы ілмектер үшін қолданылады. радиаторларға арналған элементтер, конвекциялық жылытқыштар, ыстық пневматикалық пистолеттерге арналған кірпі элементтері, радиаторлар, кептіргіштер.

Аннотация Осы зерттеуде 900 °C және 1200 °C температурада азот газында (4.6) жасыту кезінде коммерциялық FeCrAl қорытпасының (Канталь АФ) коррозия механизмі сипатталған. Әртүрлі жалпы әсер ету уақыттары, қыздыру жылдамдығы және күйдіру температуралары бар изотермиялық және термоциклдік сынақтар орындалды. Ауада және азот газында тотығу сынағы термогравиметриялық талдау арқылы жүргізілді. Микроқұрылым сканерлеуші ​​электронды микроскопиямен (SEM-EDX), Auger электронды спектроскопиясымен (AES) және фокусталған иондық сәулемен (FIB-EDX) талдаумен сипатталады. Нәтижелер коррозия прогрессиясы алюминийдің белсенділігін төмендететін және морттану мен шашырауды тудыратын AlN фазасының бөлшектерінен тұратын жер қойнауының локализацияланған нитридтелу аймақтарының түзілуі арқылы жүретінін көрсетеді. Аль-нитрид түзілу және Al-оксид шкаласы өсу процестері күйдіру температурасына және қыздыру жылдамдығына байланысты. FeCrAl қорытпасының нитридтенуі оттегінің парциалды қысымы төмен азот газында жасыту кезінде тотығуға қарағанда жылдамырақ процесс және қорытпаның деградациясының негізгі себебі болып табылатыны анықталды.

Кіріспе FeCrAl негізіндегі қорытпалар (Kanthal AF ®) жоғары температурада жоғары тотығуға төзімділігімен жақсы белгілі. Бұл тамаша қасиет материалды одан әрі тотығудан қорғайтын бетінде термодинамикалық тұрақты глинозем шкаласын қалыптастырумен байланысты [1]. Коррозияға төзімділіктің жоғары қасиеттеріне қарамастан, FeCrAl негізіндегі қорытпалардан жасалған компоненттердің қызмет ету мерзімі, егер бөлшектер жоғары температурада термиялық циклге жиі ұшыраса, шектелуі мүмкін [2]. Оның себептерінің бірі алюминий тотығының термошоктық крекингінің және глинозем шкаласының қайта құрылуына байланысты жер қойнауындағы қорытпа матрицасында қақ түзуші элемент алюминий жұмсалады. Алюминийдің қалған мөлшері критикалық концентрациядан төмен төмендесе, қорытпа қорғаныш шкаласын бұдан былай реформалай алмайды, нәтижесінде темір негізіндегі және хром негізіндегі оксидтердің тез өсіп келе жатқан түзілуі нәтижесінде апатты ыдырау тотығу пайда болады [3,4]. Қоршаған атмосфераға және беткі оксидтердің өткізгіштігіне байланысты бұл ішкі тотығуды немесе нитридтенуді және жер қойнауы аймағында қажетсіз фазалардың түзілуін жеңілдетуі мүмкін [5]. Хан және Янг Ni Cr Al қорытпаларын құрайтын алюминий тотығы шкаласында ауа атмосферасында жоғары температурада термиялық цикл кезінде, әсіресе құрамында Al және Ti сияқты күшті нитрид түзушілері бар қорытпаларда ішкі тотығу мен нитридтенудің күрделі үлгісі [6,7] дамитынын көрсетті [4]. Хром оксиді қабыршақтарының азот өткізгіштігі белгілі, ал Cr2 N не кіші қабат немесе ішкі тұнба түрінде түзіледі [8,9]. Бұл әсер оксид шкаласының крекингіне әкелетін және оның азотқа тосқауыл ретінде тиімділігін төмендететін термиялық цикл жағдайында күштірек болады деп күтуге болады [6]. Осылайша, коррозия әрекеті тотығу арасындағы бәсекемен реттеледі, бұл қорғаныс глиноземінің түзілуіне/қолданылуына әкеледі және қорытпа матрицасының ішкі нитридалануына әкелетін AlN фазасының [6,10] түзілуіне әкелетін азоттың түсуі, бұл AlN matrix [9] салыстырғанда AlN фазасының жоғары термиялық кеңеюіне байланысты сол аймақтың шашырауына әкеледі. 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 қорғауды қамтамасыз ететін глиноземді қабыршақ пайда болады. Бірақ тотықсыздану атмосферасына (N2+H2) және қорғаныш глиноземді шкаласы сызатына ұшыраған жағдайда жергілікті ыдырау тотығу қорғанышсыз Cr және Ferich оксидтерінің түзілуінен басталады, олар ферриттік матрицаға азоттың диффузиясы және AlN фазасының түзілуіне қолайлы жолды қамтамасыз етеді [9]. Қорғаныш (4.6) азот атмосферасы FeCrAl қорытпаларын өнеркәсіптік қолдануда жиі қолданылады. Мысалы, қорғаныш азотты атмосферасы бар термоөңдеу пештеріндегі қарсылық қыздырғыштар осындай ортада FeCrAl қорытпаларын кеңінен қолданудың мысалы болып табылады. Авторлар FeCrAlY қорытпаларының тотығу жылдамдығы төмен оттегінің парциалды қысымы бар атмосферада күйдіру кезінде айтарлықтай баяу болатынын хабарлайды [11]. Зерттеудің мақсаты (99,996%) азот (4,6) газында (Messer® спец. қоспа деңгейі O2 + H2O < 10 ppm) жасыту FeCrAl қорытпасының (Канталь AF) коррозияға төзімділігіне әсер ететінін және оның күйдіру температурасына, оның қызу жылдамдығына және өзгеру жылдамдығына қаншалықты тәуелді екенін анықтау болды.