Kanthal AF legura 837 rezistohm alkrom Y fekralna legura

Kanthal AF je feritna legura željezo-krom-aluminij (FeCrAl legura) za upotrebu na temperaturama do 1300°C (2370°F). Legura se odlikuje izvrsnom otpornošću na oksidaciju i vrlo dobrom stabilnošću oblika što rezultira dugim vijekom trajanja elementa.

Kan-thal AF se obično koristi u električnim grijaćim elementima u industrijskim pećima i kućanskim uređajima.

Primjeri primjena u industriji uređaja su u otvorenim elementima od tinjca za tostere, sušila za kosu, u elementima u obliku meandra za grijače s ventilatorom i kao otvoreni elementi zavojnice na izolacijskom materijalu od vlakana u staklenim keramičkim grijačima u nizu, u keramičkim grijačima za kuhanje ploča, zavojnicama na lijevanim keramičkim vlaknima za ploče za kuhanje sa staklokeramičkim pločama za kuhanje, u visećim spiralnim elementima za ventilatorske grijalice, u visećim ravnim žičanim elementima za radijatore, konvekcijske grijalice, u porcupine elementima za pištolje na topli zrak, radijatore, sušilice rublja.

Sažetak U ovoj studiji prikazan je mehanizam korozije komercijalne legure FeCrAl (Kanthal AF) tijekom žarenja u plinovitom dušiku (4.6) na 900 °C i 1200 °C. Provedena su izotermna i termociklička ispitivanja s različitim ukupnim vremenima izlaganja, brzinama zagrijavanja i temperaturama žarenja. Test oksidacije na zraku i plinovitom dušiku proveden je termogravimetrijskom analizom. Mikrostruktura je karakterizirana skenirajućom elektronskom mikroskopijom (SEM-EDX), Augerovom elektronskom spektroskopijom (AES) i analizom fokusiranog ionskog snopa (FIB-EDX). Rezultati pokazuju da se napredovanje korozije odvija stvaranjem lokaliziranih podpovršinskih područja nitriranja, sastavljenih od čestica AlN faze, što smanjuje aktivnost aluminija i uzrokuje krtost i pucanje. Procesi stvaranja Al-nitrida i rasta kamenca Al-oksida ovise o temperaturi žarenja i brzini zagrijavanja. Utvrđeno je da je nitriranje legure FeCrAl brži proces od oksidacije tijekom žarenja u plinovitom dušiku s niskim parcijalnim tlakom kisika i predstavlja glavni uzrok degradacije legure.

Uvod Legure na bazi FeCrAl (Kanthal AF ®) dobro su poznate po svojoj superiornoj otpornosti na oksidaciju na povišenim temperaturama. Ovo izvrsno svojstvo povezano je sa stvaranjem termodinamički stabilnog kamenca glinice na površini, koji štiti materijal od daljnje oksidacije [1]. Unatoč superiornim svojstvima otpornosti na koroziju, životni vijek komponenti proizvedenih od legura na bazi FeCrAl može biti ograničen ako su dijelovi često izloženi termičkom ciklusu na povišenim temperaturama [2]. Jedan od razloga za to je taj što se element koji stvara kamenac, aluminij, troši u matrici legure u podpovršinskom području zbog ponovljenog pucanja uslijed termo udara i reformiranja kamenca glinice. Ako preostali sadržaj aluminija padne ispod kritične koncentracije, legura više ne može reformirati zaštitnu ljestvicu, što rezultira katastrofalnom oksidacijom koja se odvaja stvaranjem brzo rastućih oksida na bazi željeza i kroma [3,4]. Ovisno o okolnoj atmosferi i propusnosti površinskih oksida, to može olakšati daljnju unutarnju oksidaciju ili nitraciju i stvaranje neželjenih faza u području ispod površine [5]. Han i Young su pokazali da se u Ni Cr Al legurama koje stvaraju naslage glinice, razvija složeni obrazac unutarnje oksidacije i nitriranja [6,7] tijekom toplinskog ciklusa na povišenim temperaturama u zračnoj atmosferi, posebno u legurama koje sadrže jake tvornike nitrida kao što je Al i Ti [4]. Poznato je da su ljuskice kromovog oksida propusne za dušik, a Cr2N se formira ili kao podsloj ili kao unutarnji talog [8,9]. Može se očekivati ​​da će ovaj učinak biti ozbiljniji u uvjetima toplinskog ciklusa koji dovode do pucanja kamenca oksida i smanjenja njegove učinkovitosti kao barijere za dušik [6]. Korozivno ponašanje je stoga regulirano natjecanjem između oksidacije, koja dovodi do zaštitnog stvaranja/održavanja glinice, i ulaska dušika koji dovodi do unutarnje nitracije matrice legure stvaranjem AlN faze [6,10], što dovodi do pucanja tom području zbog veće toplinske ekspanzije AlN faze u usporedbi s matricom legure [9]. Prilikom izlaganja FeCrAl legura visokim temperaturama u atmosferi s kisikom ili drugim donorima kisika kao što su H2O ili CO2, oksidacija je dominantna reakcija i nastaje kamenac od aluminijevog oksida koji je na povišenim temperaturama nepropustan za kisik ili dušik i pruža zaštitu od njihovog prodora u legirana matrica. Ali, ako se izloži redukcijskoj atmosferi (N2+H2) i puknuću zaštitnog kamenca aluminijevog oksida, lokalna oksidacija počinje stvaranjem nezaštitnih Cr i Ferich oksida, koji osiguravaju povoljan put za difuziju dušika u feritnu matricu i stvaranje AlN faze [9]. Zaštitna (4.6) atmosfera dušika često se primjenjuje u industrijskoj primjeni FeCrAl legura. Na primjer, otporni grijači u pećima za toplinsku obradu sa zaštitnom atmosferom dušika primjer su široke primjene FeCrAl legura u takvom okruženju. Autori navode da je brzina oksidacije legura FeCrAlY znatno sporija pri žarenju u atmosferi s niskim parcijalnim tlakom kisika [11]. Cilj studije bio je utvrditi utječe li žarenje u (99,996%) plinu dušiku (4,6) (Messer® spec. razina nečistoće O2 + H2O < 10 ppm) na otpornost na koroziju legure FeCrAl (Kanthal AF) i u kojoj mjeri to ovisi na temperaturu žarenja, njezinu varijaciju (toplinski ciklus) i brzinu zagrijavanja.