Kanthal AF álfelgur 837 resistohm alchrome Y fecral álfelgur

Kanthal AF er ferritískt járn-króm-álblendi (FeCrAl álfelgur) til notkunar við hitastig allt að 1300°C (2370°F). Málblönduna einkennist af framúrskarandi oxunarþol og mjög góðum formstöðugleika sem leiðir til langrar endingartíma frumefna.

Kan-thal AF er venjulega notað í rafmagns hitaeiningar í iðnaðarofnum og heimilistækjum.

Dæmi um notkun í heimilistækjaiðnaðinum eru í opnum gljásteinum fyrir brauðristar, hárþurrku, í hvolflaga einingar fyrir hitablásara og sem opna spólueiningar á trefjaeinangrunarefni í keramik glerhitara á sviðum, í keramikhitara fyrir suðuplötur, spólur á mótuðum keramiktrefjum fyrir eldunarplötur með keramikhellum, í upphengdum spóluhlutum fyrir ofnahitara, í upphengdum beinum víraeiningum fyrir ofna, varmahitara, í porcupine elements fyrir heitloftsbyssur, ofna, þurrkara.

Útdráttur Í þessari rannsókn er tæringarkerfi verslunar FeCrAl álfelgur (Kanthal AF) við glæðingu í köfnunarefnisgasi (4.6) við 900 °C og 1200 °C lýst. Gerðar voru jafnhita- og hitahringlaga prófanir með mismunandi heildarútsetningartíma, hitunarhraða og glæðuhitastig. Oxunarpróf í lofti og köfnunarefnisgasi voru framkvæmd með hitaþyngdarmælingu. Örbyggingin einkennist af skönnun rafeindasmásjár (SEM-EDX), Auger rafeindalitrófsgreiningu (AES) og fókusjóna geislagreiningu (FIB-EDX). Niðurstöðurnar sýna að framgangur tæringar á sér stað með myndun staðbundinna nítrunarsvæða undir yfirborði, sem samanstendur af AlN fasaögnum, sem dregur úr virkni áls og veldur stökki og losun. Ferlið við myndun Al-nítríðs og vöxtur Al-oxíðkvarða fer eftir hitastigi glæðingar og hitunarhraða. Það kom í ljós að nítrun á FeCrAl málmblöndunni er hraðari ferli en oxun við glæðingu í köfnunarefnisgasi með lágum súrefnishlutþrýstingi og er aðalorsök niðurbrots málmblöndunnar.

Inngangur FeCrAl-undirstaða málmblöndur (Kanthal AF ®) eru vel þekktar fyrir yfirburða oxunarþol þeirra við hækkað hitastig. Þessi frábæri eiginleiki tengist myndun varmafræðilega stöðugs súrálsskala á yfirborðinu, sem verndar efnið gegn frekari oxun [1]. Þrátt fyrir frábæra tæringarþolseiginleika er hægt að takmarka líftíma íhlutanna sem eru framleiddir úr FeCrAl-byggðum málmblöndur ef hlutarnir verða oft fyrir hitauppstreymi við hærra hitastig [2]. Ein af ástæðunum fyrir þessu er sú að hleðslumyndandi þátturinn, ál, er neytt í málmblöndunni á neðanjarðarsvæðinu vegna endurtekinnar hitalostssprungu og endurbóta á súrálsskalanum. Ef álinnihaldið sem eftir er lækkar undir mikilvægum styrk, getur málmblandan ekki lengur umbreytt hlífðarkvarðann, sem leiðir til skelfilegrar oxunar sem getur brotist út með myndun ört vaxandi járn- og krómoxíða [3,4]. Það fer eftir andrúmslofti í kring og gegndræpi yfirborðsoxíða getur þetta auðveldað frekari innri oxun eða nítrun og myndun óæskilegra fasa í neðanjarðarsvæðinu [5]. Han og Young hafa sýnt fram á að í súrálskvarða sem myndar Ni Cr Al málmblöndur myndast flókið mynstur innri oxunar og nítrunar [6,7] við hitauppstreymi við hærra hitastig í lofthjúpi, sérstaklega í málmblöndur sem innihalda sterka nítríðmyndara eins og Al og Ti [4]. Vitað er að krómoxíð hreistur er gegndræpi fyrir köfnunarefni og Cr2N myndast annað hvort sem undirskala lag eða sem innra botnfall [8,9]. Búast má við að þessi áhrif verði alvarlegri við varma hringrásaraðstæður sem leiða til sprungna oxíðhúða og dregur úr virkni þess sem hindrun fyrir köfnunarefni [6]. Tæringarhegðuninni er því stjórnað af samkeppninni milli oxunar, sem leiðir til verndar súrálsmyndunar/viðhalds, og köfnunarefnisinngangur sem leiðir til innri nítrunar á málmblöndunni með myndun AlN fasa [6,10], sem leiðir til sprautunar á það svæði vegna meiri hitastækkunar AlN fasa samanborið við málmblönduna [9]. Þegar FeCrAl málmblöndur verða fyrir háum hita í andrúmslofti með súrefni eða öðrum súrefnisgjöfum eins og H2O eða CO2, er oxun ráðandi hvarfið og súrálshúð myndast sem er ógegndræpt fyrir súrefni eða köfnunarefni við hærra hitastig og veitir vörn gegn innkomu þeirra í álfelgur fylki. En ef það verður fyrir afoxandi andrúmslofti (N2+H2) og verndandi súrálsskalasprungu, byrjar staðbundin losunaroxun með myndun óvarnandi Cr og Ferich oxíða, sem veita hagstæðan leið fyrir niturdreifingu inn í ferritic fylkið og myndun af AlN fasa [9]. Hlífðar (4.6) köfnunarefnisandrúmsloftið er oft notað í iðnaðarnotkun á FeCrAl málmblöndur. Til dæmis eru mótstöðuhitarar í hitameðhöndlunarofnum með verndandi köfnunarefnislofttegund dæmi um útbreidda notkun FeCrAl málmblöndur í slíku umhverfi. Höfundarnir segja frá því að oxunarhraði FeCrAlY málmblöndunnar sé töluvert hægari við glæðingu í andrúmslofti með lágum súrefnishlutþrýstingi [11]. Markmið rannsóknarinnar var að ákvarða hvort glæðing í (99,996%) köfnunarefnis (4,6) gasi (Messer® spec. óhreinindamagn O2 + H2O < 10 ppm) hafi áhrif á tæringarþol FeCrAl málmblöndu (Kanthal AF) og að hvaða marki það veltur á á útglöðuhita, breytileika þess (varma-hringrás) og hitunarhraða.