Kanthal AF aloi 837 resistohm alchrome Y fecral aloi

Kanthal AF ialah aloi besi-kromium-aluminium ferit (aloi FeCrAl) untuk digunakan pada suhu sehingga 1300°C (2370°F). Aloi dicirikan oleh rintangan pengoksidaan yang sangat baik dan kestabilan bentuk yang sangat baik yang mengakibatkan hayat unsur yang panjang.

Kan-thal AF biasanya digunakan dalam elemen pemanas elektrik dalam relau industri dan peralatan rumah.

Contoh aplikasi dalam industri perkakas adalah dalam elemen mika terbuka untuk pembakar roti, pengering rambut, dalam elemen berbentuk liku untuk pemanas kipas dan sebagai elemen gegelung terbuka pada bahan penebat gentian dalam pemanas atas kaca seramik dalam julat, dalam pemanas seramik untuk plat mendidih, gegelung pada gentian seramik acuan untuk plat memasak dengan dapur seramik, dalam elemen gegelung terampai untuk pemanas kipas, dalam elemen wayar lurus terampai untuk radiator, pemanas perolakan, dalam elemen landak untuk senapang udara panas, radiator, mesin pengering.

Abstrak Dalam kajian ini, mekanisme kakisan aloi FeCrAl komersial (Kanthal AF) semasa penyepuhlindapan dalam gas nitrogen (4.6) pada 900 °C dan 1200 °C digariskan. Ujian isoterma dan termo-kitaran dengan jumlah masa pendedahan yang berbeza-beza, kadar pemanasan dan suhu penyepuhlindapan telah dilakukan. Ujian pengoksidaan dalam udara dan gas nitrogen telah dijalankan dengan analisis termogravimetrik. Struktur mikro dicirikan oleh pengimbasan mikroskop elektron (SEM-EDX), spektroskopi elektron Auger (AES), dan analisis rasuk ion terfokus (FIB-EDX). Keputusan menunjukkan bahawa perkembangan kakisan berlaku melalui pembentukan kawasan nitridasi bawah permukaan setempat, yang terdiri daripada zarah fasa AlN, yang mengurangkan aktiviti aluminium dan menyebabkan embrittlement dan spallation. Proses pembentukan Al-nitrida dan pertumbuhan skala Al-oksida bergantung pada suhu penyepuhlindapan dan kadar pemanasan. Telah didapati bahawa nitridasi aloi FeCrAl adalah proses yang lebih cepat daripada pengoksidaan semasa penyepuhlindapan dalam gas nitrogen dengan tekanan separa oksigen yang rendah dan mewakili punca utama degradasi aloi.

Pengenalan Aloi berasaskan FeCrAl (Kanthal AF ®) terkenal dengan rintangan pengoksidaan yang unggul pada suhu tinggi. Sifat cemerlang ini berkaitan dengan pembentukan skala alumina yang stabil secara termodinamik pada permukaan, yang melindungi bahan daripada pengoksidaan selanjutnya [1]. Walaupun sifat rintangan kakisan yang unggul, jangka hayat komponen yang dihasilkan daripada aloi berasaskan FeCrAl boleh dihadkan jika bahagian tersebut kerap terdedah kepada kitaran haba pada suhu tinggi [2]. Salah satu sebab untuk ini ialah unsur pembentuk skala, aluminium, digunakan dalam matriks aloi di kawasan bawah permukaan disebabkan oleh keretakan renjatan termo berulang dan pembaharuan skala alumina. Jika kandungan aluminium yang tinggal berkurangan di bawah kepekatan kritikal, aloi tidak boleh lagi mengubah skala pelindung, mengakibatkan pengoksidaan pemisahan bencana dengan pembentukan oksida berasaskan besi dan kromium yang berkembang pesat [3,4]. Bergantung pada suasana sekeliling dan kebolehtelapan oksida permukaan ini boleh memudahkan pengoksidaan dalaman atau nitridasi dan pembentukan fasa yang tidak diingini di kawasan bawah permukaan [5]. Han dan Young telah menunjukkan bahawa dalam skala alumina yang membentuk aloi Ni Cr Al, corak kompleks pengoksidaan dalaman dan nitridasi berkembang [6,7] semasa kitaran haba pada suhu tinggi dalam suasana udara, terutamanya dalam aloi yang mengandungi pembentuk nitrida yang kuat seperti Al dan Ti [4]. Skala kromium oksida dikenali sebagai nitrogen telap, dan Cr2 N terbentuk sama ada sebagai lapisan sub-skala atau sebagai mendakan dalaman [8,9]. Kesan ini boleh dijangka menjadi lebih teruk di bawah keadaan kitaran haba yang membawa kepada keretakan skala oksida dan mengurangkan keberkesanannya sebagai penghalang kepada nitrogen [6]. Oleh itu, tingkah laku kakisan dikawal oleh persaingan antara pengoksidaan, yang membawa kepada pembentukan/penyelenggaraan alumina pelindung, dan kemasukan nitrogen yang membawa kepada nitridasi dalaman matriks aloi dengan pembentukan fasa AlN [6,10], yang membawa kepada spalasi rantau itu disebabkan pengembangan haba fasa AlN yang lebih tinggi berbanding dengan matriks aloi [9]. Apabila mendedahkan aloi FeCrAl kepada suhu tinggi dalam atmosfera dengan oksigen atau penderma oksigen lain seperti H2O atau CO2, pengoksidaan ialah tindak balas yang mendominasi, dan bentuk skala alumina, yang tidak telap kepada oksigen atau nitrogen pada suhu tinggi dan memberikan perlindungan daripada pencerobohan mereka ke dalam matriks aloi. Tetapi, jika terdedah kepada atmosfera pengurangan (N2+H2), dan retak skala alumina pelindung, pengoksidaan pemisahan tempatan bermula dengan pembentukan oksida Cr dan Ferich bukan pelindung, yang menyediakan laluan yang baik untuk resapan nitrogen ke dalam matriks ferit dan pembentukan. fasa AlN [9]. Atmosfera nitrogen pelindung (4.6) kerap digunakan dalam aplikasi industri aloi FeCrAl. Sebagai contoh, pemanas rintangan dalam relau rawatan haba dengan atmosfera nitrogen pelindung adalah contoh penggunaan meluas aloi FeCrAl dalam persekitaran sedemikian. Penulis melaporkan bahawa kadar pengoksidaan aloi FeCrAlY adalah jauh lebih perlahan apabila penyepuhlindapan dalam atmosfera dengan tekanan separa oksigen yang rendah [11]. Matlamat kajian adalah untuk menentukan sama ada penyepuhlindapan dalam (99.996%) gas nitrogen (4.6) (paras kekotoran spesifikasi Messer® O2 + H2O < 10 ppm) menjejaskan rintangan kakisan aloi FeCrAl (Kanthal AF) dan sejauh mana ia bergantung pada suhu penyepuhlindapan, variasinya (kitaran haba), dan kadar pemanasan.