Kanthal AF alloy 837 resistohm alchrome Y fecral alloy

Kanthal AF-ը ֆերիտիկ երկաթ-քրոմ-ալյումինի համաձուլվածք է (FeCrAl խառնուրդ) մինչև 1300°C (2370°F) ջերմաստիճանում օգտագործելու համար: Համաձուլվածքը բնութագրվում է գերազանց օքսիդացման դիմադրությամբ և ձևի շատ լավ կայունությամբ, ինչը հանգեցնում է տարրի երկար ծառայությանը:

Kan-thal AF-ը սովորաբար օգտագործվում է արդյունաբերական վառարանների և կենցաղային տեխնիկայի էլեկտրական ջեռուցման տարրերում:

Կենցաղային արդյունաբերության մեջ կիրառման օրինակներ են տոստերների, վարսահարդարիչների բաց միկա տարրերը, օդափոխիչի ջեռուցիչների համար ոլորաձև ձևավորված տարրերը և որպես բաց կծիկի տարրեր մանրաթելային մեկուսիչ նյութի վրա կերամիկական ապակե տաքացուցիչների միջակայքում, կերամիկական տաքացուցիչներում եռացող ափսեների համար, կծիկներ: կաղապարված կերամիկական մանրաթելերի վրա՝ կերամիկական սալօջախներով ափսեների համար, օդափոխիչի կախովի կծիկի տարրերում, ռադիատորների համար կախովի ուղիղ մետաղալարով, կոնվեկցիոն ջեռուցիչներում, տաք օդային ատրճանակների, ռադիատորների, չորանոցների համար՝ խոզուկի տարրերում:

Վերացական Սույն ուսումնասիրության մեջ ուրվագծվում է առևտրային FeCrAl համաձուլվածքի (Kanthal AF) կոռոզիայի մեխանիզմը ազոտային գազում (4.6) 900 °C և 1200 °C ջերմաստիճանում եռացման ժամանակ: Կատարվել են իզոթերմային և թերմոցիկլային փորձարկումներ տարբեր ընդհանուր ազդեցության ժամանակներով, տաքացման արագությամբ և եռացման ջերմաստիճաններով: Օդի և ազոտի գազի օքսիդացման փորձարկումն իրականացվել է ջերմագրավիմետրիկ անալիզով: Միկրոկառուցվածքը բնութագրվում է սկանավորող էլեկտրոնային մանրադիտակի (SEM-EDX), Auger էլեկտրոնային սպեկտրոսկոպիայի (AES) և կենտրոնացված իոնային ճառագայթի (FIB-EDX) վերլուծությամբ: Արդյունքները ցույց են տալիս, որ կոռոզիայի առաջընթացը տեղի է ունենում տեղայնացված ստորգետնյա նիտրացման շրջանների ձևավորման միջոցով, որոնք կազմված են AlN ֆազային մասնիկներից, ինչը նվազեցնում է ալյումինի ակտիվությունը և առաջացնում փխրունություն և փխրունություն: Ալ-նիտրիդների առաջացման և ալ-օքսիդի մասշտաբի աճի գործընթացները կախված են եռացման ջերմաստիճանից և տաքացման արագությունից: Պարզվել է, որ FeCrAl համաձուլվածքի նիտրացումը ավելի արագ գործընթաց է, քան օքսիդացումը ցածր թթվածնի մասնակի ճնշում ունեցող ազոտային գազում եռացման ժամանակ և հանդիսանում է համաձուլվածքի քայքայման հիմնական պատճառը:

Ներածություն FeCrAl-ի վրա հիմնված համաձուլվածքները (Kanthal AF ®) հայտնի են իրենց բարձր օքսիդացման դիմադրությամբ բարձր ջերմաստիճաններում: Այս հիանալի հատկությունը կապված է մակերեսի վրա թերմոդինամիկորեն կայուն ալյումինի մասշտաբի ձևավորման հետ, որը պաշտպանում է նյութը հետագա օքսիդացումից [1]: Չնայած կոռոզիոն դիմադրության բարձր հատկություններին, FeCrAl-ի վրա հիմնված համաձուլվածքներից արտադրված բաղադրիչների ծառայության ժամկետը կարող է սահմանափակվել, եթե դետալները հաճախ ենթարկվում են ջերմային ցիկլերի բարձր ջերմաստիճանի [2]: Դրա պատճառներից մեկն այն է, որ կշեռք ձևավորող տարրը՝ ալյումինը, սպառվում է ստորգետնյա հատվածի համաձուլվածքի մատրիցում՝ կրկնվող ջերմային ցնցումների ճեղքման և ալյումինի մասշտաբի բարեփոխման պատճառով: Եթե ​​մնացած ալյումինի պարունակությունը նվազում է կրիտիկական կոնցենտրացիայի տակ, ապա համաձուլվածքն այլևս չի կարող բարեփոխել պաշտպանիչ մասշտաբը, ինչը հանգեցնում է աղետալի անջատվող օքսիդացման՝ արագ աճող երկաթի և քրոմի վրա հիմնված օքսիդների ձևավորման միջոցով [3,4]: Կախված շրջակա միջավայրից և մակերևութային օքսիդների թափանցելիությունից, դա կարող է նպաստել հետագա ներքին օքսիդացման կամ նիտրիդացմանը և ստորգետնյա հատվածում անցանկալի փուլերի ձևավորմանը [5]: Հանը և Յանգը ցույց են տվել, որ կավահողի մասշտաբով, որը ձևավորում է Ni Cr Al համաձուլվածքներ, ներքին օքսիդացման և նիտրիդացման բարդ օրինաչափություն է ձևավորվում [6,7] օդի մթնոլորտում բարձր ջերմաստիճաններում ջերմային շրջագայման ժամանակ, հատկապես այն համաձուլվածքներում, որոնք պարունակում են ուժեղ նիտրիդ ձևավորողներ, ինչպիսիք են Al-ը: և Ti [4]: Հայտնի է, որ քրոմի օքսիդի թեփուկները ազոտաթափանցելի են, և Cr2 N-ը ձևավորվում է կամ որպես ենթածավալ շերտ կամ որպես ներքին նստվածք [8,9]: Կարելի է ակնկալել, որ այս էֆեկտն ավելի խիստ կլինի ջերմային ցիկլային պայմաններում, ինչը հանգեցնում է օքսիդի մասշտաբի ճաքերի և նվազեցնում է դրա արդյունավետությունը որպես ազոտի համար խոչընդոտ [6]: Այսպիսով, կոռոզիայից վարքագիծը կարգավորվում է օքսիդացման մրցակցության միջոցով, որը հանգեցնում է պաշտպանիչ կավահողերի ձևավորման/պահպանման, և ազոտի ներթափանցմանը, որը հանգեցնում է համաձուլվածքի մատրիցայի ներքին նիտրացմանը՝ AlN փուլի ձևավորման միջոցով [6,10], որը հանգեցնում է սփռման: այդ շրջանը՝ AlN փուլի ավելի բարձր ջերմային ընդլայնման պատճառով՝ համաձուլվածքի մատրիցայի համեմատ [9]: FeCrAl-ի համաձուլվածքները թթվածնով կամ թթվածնի այլ դոնորներով, ինչպիսիք են H2O-ը կամ CO2-ը բարձր ջերմաստիճանի ենթարկվում են բարձր ջերմաստիճանի, օքսիդացումն է գերիշխող ռեակցիան, և ալյումինի մասշտաբները ձևավորվում են, որոնք անթափանց են թթվածնի կամ ազոտի համար բարձր ջերմաստիճաններում և պաշտպանում են դրանց ներթափանցումից: խառնուրդի մատրիցա. Բայց եթե ենթարկվում է վերականգնողական մթնոլորտի (N2+H2) և պաշտպանիչ կավահողային մասշտաբի ճեղքին, տեղական անջատվող օքսիդացումն սկսվում է ոչ պաշտպանիչ Cr և Ferich օքսիդների ձևավորմամբ, որոնք բարենպաստ ճանապարհ են ապահովում ազոտի դիֆուզիայի համար դեպի ֆերիտիկ մատրիցա և ձևավորում: AlN փուլի [9]: Պաշտպանիչ (4.6) ազոտային մթնոլորտը հաճախ կիրառվում է FeCrAl համաձուլվածքների արդյունաբերական կիրառման մեջ: Օրինակ, պաշտպանիչ ազոտային մթնոլորտ ունեցող ջերմամշակման վառարաններում դիմադրողական ջեռուցիչները նման միջավայրում FeCrAl համաձուլվածքների լայն կիրառման օրինակ են: Հեղինակները հայտնում են, որ FeCrAlY համաձուլվածքների օքսիդացման արագությունը զգալիորեն ավելի դանդաղ է, երբ այն կռում է թթվածնի ցածր մասնակի ճնշում ունեցող մթնոլորտում [11]: Հետազոտության նպատակն էր պարզել, թե արդյոք (99,996%) ազոտի (4,6) գազի մեջ եփելը (Messer® սպեկտր. անմաքրության մակարդակ O2 + H2O < 10 ppm) ազդում է FeCrAl համաձուլվածքի (Kanthal AF) կոռոզիոն դիմադրության վրա և որքանով է դա կախված: եռացման ջերմաստիճանի, դրա տատանումների (ջերմային ցիկլի) և տաքացման արագության վրա: