Kanthal AF alloy 837 resistohm alchrome Y fecral შენადნობი

Kanthal AF არის ფერიტული რკინა-ქრომი-ალუმინის შენადნობი (FeCrAl შენადნობი) 1300°C-მდე (2370°F) ტემპერატურაზე გამოსაყენებლად. შენადნობი ხასიათდება შესანიშნავი დაჟანგვის წინააღმდეგობით და ძალიან კარგი ფორმის სტაბილურობით, რაც იწვევს ელემენტის ხანგრძლივ სიცოცხლეს.

Kan-thal AF ჩვეულებრივ გამოიყენება ელექტრო გათბობის ელემენტებში სამრეწველო ღუმელებში და საყოფაცხოვრებო ტექნიკაში.

ტექნიკის ინდუსტრიაში გამოყენების მაგალითია ტოსტერებისთვის, თმის საშრობების ღია მიკა ელემენტები, მეანდრის ფორმის ელემენტები ვენტილატორისთვის და როგორც ღია ხვეული ელემენტები ბოჭკოვან საიზოლაციო მასალაზე კერამიკული შუშის ზედა გამათბობლებში დიაპაზონში, კერამიკულ გამათბობლებში მდუღარე ფირფიტებისთვის, კოჭები. ჩამოსხმულ კერამიკულ ბოჭკოზე კერამიკული კერამიკული კერამიკული კერამიკული კერამიკული კერამიკული კერამიკული კერამიკული კერამიკული კერძებით მომზადებული თეფშებისთვის, დაკიდულ კოჭის ელემენტებში ვენტილატორის გამათბობელებისთვის, შეკიდულ სწორი მავთულის ელემენტებში რადიატორებისთვის, კონვექციური გამათბობლებისთვის, გოჭის ელემენტებში ცხელი ჰაერის იარაღისთვის, რადიატორები, საშრობები.

რეზიუმე წინამდებარე კვლევაში მოყვანილია კომერციული FeCrAl შენადნობის (Kanthal AF) კოროზიის მექანიზმი აზოტის აირში (4.6) 900 °C და 1200 °C ტემპერატურაზე დუღილის დროს. ჩატარდა იზოთერმული და თერმოციკლური ტესტები სხვადასხვა ექსპოზიციის დროით, გაცხელების სიჩქარით და ანეილირების ტემპერატურებით. ჰაერისა და აზოტის გაზში ჟანგვის ტესტი ჩატარდა თერმოგრავიმეტრული ანალიზით. მიკროსტრუქტურა ხასიათდება სკანირების ელექტრონული მიკროსკოპით (SEM-EDX), აუგერის ელექტრონული სპექტროსკოპიით (AES) და ფოკუსირებული იონური სხივით (FIB-EDX) ანალიზით. შედეგები აჩვენებს, რომ კოროზიის პროგრესირება ხდება ლოკალიზებული მიწისქვეშა ნიტრიდაციის უბნების ფორმირების გზით, რომელიც შედგება AlN ფაზის ნაწილაკებისგან, რაც ამცირებს ალუმინის აქტივობას და იწვევს მტვრევადობას და დაშლას. ალ-ნიტრიდის წარმოქმნისა და ალ-ოქსიდის მასშტაბის ზრდის პროცესები დამოკიდებულია დუღილის ტემპერატურაზე და გათბობის სიჩქარეზე. აღმოჩნდა, რომ FeCrAl შენადნობის ნიტრიდაცია უფრო სწრაფი პროცესია, ვიდრე დაჟანგვა ჟანგბადის დაბალი პარციული წნევის მქონე აზოტის გაზში ანეილირების დროს და წარმოადგენს შენადნობის დეგრადაციის მთავარ მიზეზს.

შესავალი FeCrAl-ზე დაფუძნებული შენადნობები (Kanthal AF ®) კარგად არის ცნობილი მაღალი ჟანგვის წინააღმდეგობით მაღალ ტემპერატურაზე. ეს შესანიშნავი თვისება დაკავშირებულია ზედაპირზე თერმოდინამიკურად სტაბილური ალუმინის მასშტაბის წარმოქმნასთან, რომელიც იცავს მასალას შემდგომი დაჟანგვისგან [1]. კოროზიის წინააღმდეგობის უმაღლესი თვისებების მიუხედავად, FeCrAl-ზე დაფუძნებული შენადნობებისგან წარმოებული კომპონენტების სიცოცხლის ხანგრძლივობა შეიძლება შეიზღუდოს, თუ ნაწილები ხშირად ექვემდებარება თერმულ ციკლს მაღალ ტემპერატურაზე [2]. ამის ერთ-ერთი მიზეზი არის ის, რომ სასწორის შემქმნელი ელემენტი, ალუმინი, იხარჯება შენადნობის მატრიცაში მიწისქვეშა ზონაში განმეორებითი თერმოშოკური ბზარების და ალუმინის მასშტაბის რეფორმირების გამო. თუ დარჩენილი ალუმინის შემცველობა კრიტიკულ კონცენტრაციაზე მცირდება, შენადნობა ვეღარ შეძლებს დამცავი შკალის რეფორმირებას, რაც გამოიწვევს კატასტროფულ დაჟანგვას სწრაფად მზარდი რკინის და ქრომის დაფუძნებული ოქსიდების წარმოქმნით [3,4]. გარემომცველი ატმოსფეროდან და ზედაპირის ოქსიდების გამტარიანობიდან გამომდინარე, ამან შეიძლება ხელი შეუწყოს შემდგომ შიდა დაჟანგვას ან ნიტრიდაციას და არასასურველი ფაზების წარმოქმნას მიწისქვეშა რეგიონში [5]. ჰანმა და იანგმა აჩვენეს, რომ ალუმინის მასშტაბით, რომელიც ქმნის Ni Cr Al-ის შენადნობებს, ვითარდება შიდა დაჟანგვისა და ნიტრიდაციის რთული ნიმუში [6,7] ჰაერის ატმოსფეროში ამაღლებულ ტემპერატურაზე თერმული ციკლის დროს, განსაკუთრებით შენადნობებში, რომლებიც შეიცავს ძლიერ ნიტრიდებს, როგორიცაა Al. და Ti [4]. ცნობილია, რომ ქრომის ოქსიდის ქერცლები აზოტგამტარია და Cr2N წარმოიქმნება როგორც ქვემასშტაბიანი ფენა ან როგორც შიდა ნალექი [8,9]. მოსალოდნელია, რომ ეს ეფექტი უფრო მძიმე იქნება თერმოციკლური პირობების პირობებში, რაც იწვევს ოქსიდის მასშტაბის გახეთქვას და ამცირებს მის ეფექტურობას, როგორც ბარიერს აზოტისთვის [6]. ამრიგად, კოროზიის ქცევას მართავს კონკურენცია დაჟანგვას შორის, რომელიც იწვევს დამცავი ალუმინის წარმოქმნას/შენარჩუნებას და აზოტის შეღწევას, რაც იწვევს შენადნობის მატრიცის შიდა ნიტრიდაციას AlN ფაზის წარმოქმნით [6,10], რაც იწვევს დაშლას. ეს რეგიონი AlN ფაზის უფრო მაღალი თერმული გაფართოების გამო შენადნობის მატრიცასთან შედარებით [9]. როდესაც FeCrAl შენადნობები მაღალ ტემპერატურაზე ატმოსფეროში ჟანგბადით ან სხვა ჟანგბადის დონორებით, როგორიცაა H2O ან CO2, დომინირებს ჟანგბადის რეაქციას, ხოლო ალუმინის შკალის ფორმირება, რომელიც არ არის გამტარი ჟანგბადის ან აზოტის მიმართ ამაღლებულ ტემპერატურაზე და უზრუნველყოფს დაცვას მათი შეღწევისგან. შენადნობის მატრიცა. მაგრამ, თუ ექვემდებარება შემცირების ატმოსფეროს (N2+H2) და დამცავი ალუმინის შკალის ბზარს, ადგილობრივი გამოყოფის დაჟანგვა იწყება არადამცავი Cr და Ferrich ოქსიდების წარმოქმნით, რომლებიც უზრუნველყოფენ ხელსაყრელ გზას აზოტის დიფუზიისთვის ფერიტულ მატრიცაში და ფორმირებისთვის. AlN ფაზის [9]. დამცავი (4.6) აზოტის ატმოსფერო ხშირად გამოიყენება FeCrAl შენადნობების სამრეწველო გამოყენებაში. მაგალითად, აზოტის დამცავი ატმოსფეროს მქონე სითბოს დამუშავების ღუმელებში რეზისტენტული გამათბობლები წარმოადგენს ასეთ გარემოში FeCrAl-ის შენადნობების ფართო გამოყენების მაგალითი. ავტორები აცხადებენ, რომ FeCrAlY შენადნობების დაჟანგვის სიჩქარე საგრძნობლად ნელია ჟანგბადის დაბალი პარციალური წნევით ატმოსფეროში დუღილის დროს [11]. კვლევის მიზანი იყო იმის დადგენა, მოქმედებს თუ არა (99,996%) აზოტის (4,6) აირში (Messer® სპეც. მინარევების დონე O2 + H2O < 10 ppm) ადუღება FeCrAl შენადნობის (Kanthal AF) კოროზიის წინააღმდეგობაზე და რამდენად არის ეს დამოკიდებული. დუღილის ტემპერატურაზე, მის ცვალებადობაზე (თერმოციკლი) და გათბობის სიჩქარეზე.