Кантал АФ легура 837 резистом алхром Y фекрална легура

Kanthal AF је феритна легура гвожђа, хрома и алуминијума (легура FeCrAl) за употребу на температурама до 1300°C (2370°F). Легура се одликује одличном отпорношћу на оксидацију и веома добром стабилношћу облика, што резултира дугим веком трајања елемента.

Кан-тал АФ се обично користи у електричним грејним елементима у индустријским пећима и кућним апаратима.

Примери примене у индустрији кућних апарата су отворени елементи од лискуна за тостере, фенове за косу, елементи у облику меандра за вентилаторске грејаче и као отворени елементи намотаја на изолационом материјалу од влакана у грејачима од керамичког стакла у шпоретима, у керамичким грејачима за плоче за кување, намотаји на ливеним керамичким влакнима за плоче за кување са керамичким плочама за кување, у висећим елементима намотаја за вентилаторске грејаче, у висећим правим жичним елементима за радијаторе, конвекцијске грејаче, у елементима типа „дикобраз“ за пиштоље на врући ваздух, радијаторе, сушилице за веш.

Апстракт У овој студији је описан механизам корозије комерцијалне FeCrAl легуре (Kanthal AF) током жарења у азотном гасу (4.6) на 900 °C и 1200 °C. Извршени су изотермни и термоциклични тестови са различитим укупним временима излагања, брзинама загревања и температурама жарења. Тестови оксидације у ваздуху и азотном гасу су спроведени термогравиметријском анализом. Микроструктура је окарактерисана скенирајућом електронском микроскопијом (SEM-EDX), Ожеовом електронском спектроскопијом (AES) и анализом фокусираног јонског снопа (FIB-EDX). Резултати показују да се напредовање корозије одвија кроз формирање локализованих подповршинских региона нитридације, састављених од честица AlN фазе, што смањује активност алуминијума и узрокује кртост и љуштење. Процеси формирања Al-нитрида и раста Al-оксидног слоја зависе од температуре жарења и брзине загревања. Утврђено је да је нитридација легуре FeCrAl бржи процес од оксидације током жарења у азотном гасу са ниским парцијалним притиском кисеоника и представља главни узрок деградације легуре.

Увод Легуре на бази FeCrAl (Kanthal AF ®) су добро познате по својој супериорној отпорности на оксидацију на повишеним температурама. Ова одлична особина је повезана са формирањем термодинамички стабилне алуминијумске скале на површини, која штити материјал од даље оксидације [1]. Упркос супериорним својствима отпорности на корозију, век трајања компоненти произведених од легура на бази FeCrAl може бити ограничен ако су делови често изложени термичком циклусу на повишеним температурама [2]. Један од разлога за то је тај што се елемент који ствара скалу, алуминијум, троши у матрици легуре у подповршинском подручју због поновљеног термошокног пуцања и реформисања алуминијумске скале. Ако се преостали садржај алуминијума смањи испод критичне концентрације, легура више не може да реформише заштитну скалу, што резултира катастрофалном оксидацијом одвајања формирањем брзо растућих оксида на бази гвожђа и хрома [3,4]. У зависности од околне атмосфере и пропустљивости површинских оксида, ово може олакшати даљу унутрашњу оксидацију или нитридацију и формирање нежељених фаза у подповршинском подручју [5]. Хан и Јанг су показали да се у легурама Ni, Cr, Al које формирају алуминијумску наслага, развија сложен образац унутрашње оксидације и нитридације [6,7] током термичког циклирања на повишеним температурама у ваздушној атмосфери, посебно у легурама које садрже јаке нитридне формираче попут Al и Ti [4]. Познато је да су наслага хром оксида пропустљиве за азот, а Cr2N се формира или као подслој или као унутрашњи талог [8,9]. Може се очекивати да ће овај ефекат бити озбиљнији у условима термичког циклирања који доводе до пуцања оксидне наслага и смањења њене ефикасности као баријере за азот [6]. Корозивно понашање је стога регулисано конкуренцијом између оксидације, која доводи до заштитног формирања/одржавања алуминијумске наслага, и уласка азота што доводи до унутрашње нитридације матрице легуре формирањем AlN фазе [6,10], што доводи до љуштења тог региона због већег термичког ширења AlN фазе у поређењу са матрицом легуре [9]. Када се легуре FeCrAl излажу високим температурама у атмосферама са кисеоником или другим донорима кисеоника као што су H2O или CO2, оксидација је доминантна реакција, а формира се алуминијумска наслага, која је непропусна за кисеоник или азот на повишеним температурама и пружа заштиту од њиховог продора у матрицу легуре. Међутим, ако се изложе редукционој атмосфери (N2+H2) и заштитној алуминијумској наслага, почиње локална оксидација одвајања формирањем незаштитних Cr и Ferich оксида, који пружају повољан пут за дифузију азота у феритну матрицу и формирање AlN фазе [9]. Заштитна (4.6) атмосфера азота се често примењује у индустријској примени FeCrAl легура. На пример, отпорни грејачи у пећима за термичку обраду са заштитном атмосфером азота су пример широке примене FeCrAl легура у таквом окружењу. Аутори извештавају да је брзина оксидације FeCrAlY легура знатно спорија приликом жарења у атмосфери са ниским парцијалним притиском кисеоника [11]. Циљ студије био је да се утврди да ли жарење у гасу азоту (99,996%) (4,6) (Messer® spec. ниво нечистоће O2 + H2O < 10 ppm) утиче на отпорност на корозију легуре FeCrAl (Kanthal AF) и у којој мери то зависи од температуре жарења, њене варијације (термичко циклирање) и брзине загревања.