Kanthal aflegering 837 resistohm alchrome y fecrale legering

Kanthal AF is een ferritisch ijzer-chromium-aluminiumlegering (fecrale legering) voor gebruik bij temperaturen tot 1300 ° C (2370 ° F). De legering wordt gekenmerkt door uitstekende oxidatieweerstand en zeer goede vormstabiliteit die resulteert in een lang elementleven.

Kan-thal AF wordt meestal gebruikt in elektrische verwarmingselementen in industriële ovens en huishoudelijke apparaten.

Voorbeeld van toepassingen in de apparaatindustrie bevinden zich in open mica -elementen voor broodroosters, haardrogers, in meandervormige elementen voor ventilatorverhitters en als open spoelelementen op vezel isolatiemateriaal in keramische glazen toplagen in reeksen, in keramische kachels voor kookplaten, spoelen in opgetroffen ceramische elementen, in hoofden van hoofden van hoofden, in hoofden van hoofden voor hoofden, in hoofden van de hoofden van de hoofden van de hoofden van de huine elementen voor waaier. Radiatoren, convectieverwarmers, in stekelselelementen voor hete luchtpistolen, radiatoren, tuimeldrogers.

Samenvatting In de huidige studie wordt het corrosiemechanisme van commerciële fecrale legering (Kanthal AF) tijdens gloeien in stikstofgas (4,6) bij 900 ° C en 1200 ° C beschreven. Isothermische en thermo-cyclische tests met variërende totale blootstellingstijden, verwarmingssnelheden en gloeitemperaturen werden uitgevoerd. Oxidatietest in lucht- en stikstofgas werd uitgevoerd door thermogravimetrische analyse. De microstructuur wordt gekenmerkt door scanning elektronenmicroscopie (SEM-EDX), Auger Electron Spectroscopy (AES) en gerichte ionbundel (FIB-EDX) analyse. De resultaten tonen aan dat de progressie van corrosie plaatsvindt door de vorming van gelokaliseerde ondergrondse nitridatiegebieden, samengesteld uit Aln -fasedeeltjes, die de aluminiumactiviteit vermindert en brosheid en spallatie veroorzaakt. De processen van al-nitride-vorming en al-oxide-schaalgroei zijn afhankelijk van de gloeitemperatuur en verwarmingssnelheid. Er werd gevonden dat nitridatie van de fecrale legering een sneller proces is dan oxidatie tijdens gloeien in een stikstofgas met lage zuurstof partiële druk en de belangrijkste oorzaak van legeringsafbraak vertegenwoordigt.

INLEIDING FECRAL - gebaseerde legeringen (Kanthal AF ®) staan ​​bekend om hun superieure oxidatieweerstand bij verhoogde temperaturen. Deze uitstekende eigenschap is gerelateerd aan de vorming van thermodynamisch stabiele aluminiumoxide -schaal op het oppervlak, dat het materiaal beschermt tegen verdere oxidatie [1]. Ondanks superieure corrosieweerstandseigenschappen, kan de levensduur van de componenten die zijn vervaardigd uit fecrale legeringen beperkt als de onderdelen vaak worden blootgesteld aan thermisch fietsen bij verhoogde temperaturen [2]. Een van de redenen hiervoor is dat het schaalvormende element, aluminium, wordt geconsumeerd in de legeringsmatrix in het ondergrondse gebied vanwege de herhaalde thermo-schokkraak en hervorming van de aluminiumoxide-schaal. Als het resterende aluminiumgehalte afneemt onder de kritische concentratie, kan de legering de beschermende schaal niet langer hervormen, wat resulteert in een catastrofale ontsnapping oxidatie door de vorming van snel groeiende op ijzer gebaseerde en chroomgebaseerde oxiden [3,4]. Afhankelijk van de omringende atmosfeer en permeabiliteit van oppervlakteoxiden kan dit verdere interne oxidatie of nitridatie en vorming van ongewenste fasen in het ondergrondse gebied vergemakkelijken [5]. Han en Young hebben aangetoond dat in aluminiumoxide -schaal die ni cr al legeringen vormt, zich een complex patroon van interne oxidatie en nitridatie ontwikkelt [6,7] tijdens thermisch fietsen bij verhoogde temperaturen in een luchtatmosfeer, vooral in legeringen die sterke nitridevormers bevatten zoals AL en Ti [4]. Het is bekend dat chroomoxide-schalen stikstofpermeabel zijn en CR2 n vormt zich als een subschaallaag of als intern neerslag [8,9]. Dit effect kan naar verwachting ernstiger zijn onder thermische cycli -omstandigheden die leiden tot het scheuren van oxideschaal en het verminderen van de effectiviteit ervan als een barrière voor stikstof [6]. Het corrosiegedrag wordt dus beheerst door de concurrentie tussen oxidatie, wat leidt tot de beschermende aluminiumoxidevorming/onderhoud, en stikstof indress, wat leidt tot interne nitridatie van de legeringsmatrix door de vorming van de ALN -fase [6,10], die leidt tot de spallatie van die regio vanwege een hogere thermische expansie van ALN ​​-fase in vergelijking met de Alloy -matrix [9]. Bij het blootstellen van fecrale legeringen aan hoge temperaturen bij atmosferen met zuurstof of andere zuurstofdonoren zoals H2O of CO2, is oxidatie de dominerende reactie en vormvormen van aluminiumoxide, die ondoordringbaar is voor zuurstof of stikstof bij verhoogde temperaturen en bescherming bieden tegen hun indringing in de legeringsmatrix. Maar als het wordt blootgesteld aan reductieatmosfeer (N2+H2) en beschermende scheur van aluminiumoxide-scheur, begint een lokale afgescheiden oxidatie door de vorming van niet-beschermende CR- en ferichoxiden, die een gunstig pad bieden voor stikstofdiffusie in de ferritische matrix en vorming van ALN-fase [9]. De beschermende (4.6) stikstofatmosfeer wordt vaak toegepast bij de industriële toepassing van fecrale legeringen. Weerstandsverwarmers in warmtebehandelingsovens met een beschermende stikstofatmosfeer zijn bijvoorbeeld een voorbeeld van de wijdverbreide toepassing van fecrale legeringen in een dergelijke omgeving. De auteurs melden dat de oxidatiesnelheid van de Fecraly -legeringen aanzienlijk langzamer is bij het gloeien in een atmosfeer met lage zuurstof gedeeltelijke druk [11]. Het doel van de studie was om te bepalen of gloeien in (99,996%) stikstof (4.6) gas (Messer® Spec. Onzuiverheidsniveau O2 + H2O <10 ppm) corrosiebestendigheid van fecrale legering (Kanthal AF) beïnvloedt en in welke mate het afhankelijk is van de gloeiende temperatuur, de variatie (thermische cyclische), en thermische cyclische), en thermische cyclische), en warmtevaart (thermische cyclische), en warmtevaart (thermische cyclische), en warmtevaart.