Kanthal AF alyaj 837 rezistohm alchrome Y alyaj fekral

Kanthal AF se yon alyaj feritik fè-kromyòm-aliminyòm (alyaj FeCrAl) pou itilize nan tanperati jiska 1300°C (2370°F). Alyaj la karakterize pa yon ekselan rezistans oksidasyon ak yon trè bon estabilite fòm ki lakòz yon lavi eleman ki long.

Yo tipikman itilize Kan-thal AF nan eleman chofaj elektrik nan founo endistriyèl ak aparèy kay.

Egzanp aplikasyon nan endistri aparèy yo se nan eleman mika ouvè pou griye pen, seche cheve, nan eleman ki gen fòm meandr pou aparèy chofaj ak vantilatè ak kòm eleman bobin ouvè sou materyèl izolan fib nan aparèy chofaj ak tèt an vit seramik nan recho, nan aparèy chofaj seramik pou plak bouyi, bobin sou fib seramik moule pou plak pou kwit manje ak recho seramik, nan eleman bobin sispann pou aparèy chofaj vantilatè, nan eleman fil dwat sispann pou radyatè, aparèy chofaj konveksyon, nan eleman porcupine pou zam lè cho, radyatè, seche rad.

Rezime Nan etid sa a, yo prezante mekanis korozyon alyaj komèsyal FeCrAl (Kanthal AF) pandan rekui nan gaz nitwojèn (4.6) nan 900 °C ak 1200 °C. Yo te fè tès izotèmik ak tèmosiklik ak diferan tan ekspozisyon total, vitès chofaj, ak tanperati rekui. Yo te fè tès oksidasyon nan lè ak gaz nitwojèn pa analiz tèmogravimetrik. Mikwoestrikti a karakterize pa mikwoskòp elektwonik optik (SEM-EDX), spektroskopi elektwonik Auger (AES), ak analiz gwo bout bwa iyon konsantre (FIB-EDX). Rezilta yo montre ke pwogresyon korozyon an fèt atravè fòmasyon rejyon nitridasyon souteren lokalize, ki konpoze de patikil faz AlN, ki diminye aktivite aliminyòm nan epi ki lakòz frajilizasyon ak spalasyon. Pwosesis fòmasyon nitrid Al ak kwasans echèl oksid Al depann de tanperati rekui ak vitès chofaj. Yo te jwenn ke nitridasyon alyaj FeCrAl la se yon pwosesis ki pi rapid pase oksidasyon pandan rekwi nan yon gaz nitwojèn ak yon presyon pasyèl oksijèn ki ba epi li reprezante prensipal kòz degradasyon alyaj la.

Entwodiksyon Alyaj ki baze sou FeCrAl (Kanthal AF ®) yo byen koni pou rezistans oksidasyon siperyè yo nan tanperati ki wo. Pwopriyete ekselan sa a gen rapò ak fòmasyon yon kal aliminyòm ki estab tèmodinamikman sou sifas la, ki pwoteje materyèl la kont plis oksidasyon [1]. Malgre pwopriyete rezistans korozyon siperyè yo, dire lavi konpozan ki fabrike ak alyaj ki baze sou FeCrAl yo ka limite si pati yo souvan ekspoze a sik tèmik nan tanperati ki wo [2]. Youn nan rezon pou sa a se ke eleman ki fòme kal la, aliminyòm, boule nan matris alyaj la nan zòn anba tè a akòz repete fann tèmo-chòk ak refòm kal aliminyòm nan. Si kontni aliminyòm ki rete a diminye anba konsantrasyon kritik, alyaj la pa ka refòme kal pwoteksyon an ankò, sa ki lakòz yon oksidasyon katastwofik pa fòmasyon oksid ki baze sou fè ak kwòm ki grandi rapidman [3,4]. Tou depan de atmosfè ki antoure a ak pèmeyabilite oksid sifas yo, sa ka fasilite plis oksidasyon entèn oswa nitridasyon ak fòmasyon faz endezirab nan rejyon anba tè a [5]. Han ak Young te montre ke nan alyaj Ni Cr Al ki fòme echèl aliminyòm, yon modèl konplèks oksidasyon entèn ak nitridasyon devlope [6,7] pandan sik tèmik nan tanperati ki wo nan yon atmosfè lè, espesyalman nan alyaj ki gen fò fòmatè nitrid tankou Al ak Ti [4]. Echèl oksid krom yo li te ye pou yo pèmeyab azòt, epi Cr2N fòme swa kòm yon kouch sou-echèl oswa kòm presipite entèn [8,9]. Nou ka espere efè sa a pi grav anba kondisyon sik tèmik ki mennen nan fann echèl oksid epi diminye efikasite li kòm yon baryè pou azòt [6]. Konpòtman korozyon an kidonk gouvène pa konpetisyon ant oksidasyon, ki mennen nan fòmasyon/antretyen aliminyòm pwoteksyon an, ak antre azòt ki mennen nan nitridasyon entèn nan matris alyaj la pa fòmasyon faz AlN [6,10], ki mennen nan spalasyon rejyon sa a akòz pi gwo ekspansyon tèmik faz AlN konpare ak matris alyaj la [9]. Lè w ekspoze alyaj FeCrAl a tanperati ki wo nan atmosfè ki gen oksijèn oswa lòt donatè oksijèn tankou H2O oswa CO2, oksidasyon an se reyaksyon dominan an, epi li fòme kal aliminyòm, ki enpèmeyab a oksijèn oswa azòt nan tanperati ki wo epi ki bay pwoteksyon kont entrizyon yo nan matris alyaj la. Men, si li ekspoze a atmosfè rediksyon (N2+H2), ak fant pwoteksyon kal aliminyòm, yon oksidasyon lokal kòmanse pa fòmasyon oksid Cr ak Ferich ki pa pwoteksyon, ki bay yon chemen favorab pou difizyon azòt nan matris feritik la ak fòmasyon faz AlN [9]. Atmosfè azòt pwoteksyon (4.6) la souvan aplike nan aplikasyon endistriyèl alyaj FeCrAl yo. Pa egzanp, aparèy chofaj rezistans nan founo tretman chalè ak yon atmosfè azòt pwoteksyon se yon egzanp aplikasyon laj alyaj FeCrAl nan yon anviwònman konsa. Otè yo rapòte ke vitès oksidasyon alyaj FeCrAlY yo pi dousman anpil lè yo rekui nan yon atmosfè ak presyon pasyèl oksijèn ki ba [11]. Objektif etid la sete pou detèmine si rekui nan (99.996%) gaz nitwojèn (4.6) (nivo enpurte spesifikasyon Messer® O2 + H2O < 10 ppm) afekte rezistans korozyon alyaj FeCrAl (Kanthal AF) epi nan ki pwen sa depann de tanperati rekui a, varyasyon li (siklaj tèmik), ak vitès chofaj la.