Aloi Kantal AF 837 resistohm alcrom Y fecral aloi

Mae Kanthal AF yn aloi haearn-cromiwm-alwminiwm ferritig (aloi FeCrAl) i'w ddefnyddio ar dymheredd hyd at 1300 ° C (2370 ° F). Nodweddir yr aloi gan wrthwynebiad ocsideiddio rhagorol a sefydlogrwydd ffurf dda iawn sy'n arwain at fywyd elfen hir.

Defnyddir Kan-thal AF yn nodweddiadol mewn elfennau gwresogi trydanol mewn ffwrneisi diwydiannol ac offer cartref.

Mae enghreifftiau o gymwysiadau yn y diwydiant offer yn cynnwys elfennau mica agored ar gyfer tostwyr, sychwyr gwallt, mewn elfennau siâp ystum ar gyfer gwresogyddion ffan ac fel elfennau coil agored ar ddeunydd inswleiddio ffibr mewn gwresogyddion gwydr gwydr ceramig mewn ystodau, mewn gwresogyddion ceramig ar gyfer platiau berwi, coiliau ar ffibr ceramig wedi'i fowldio ar gyfer platiau coginio gyda hobiau ceramig, mewn elfennau coil crog ar gyfer gwresogyddion ffan, mewn elfennau gwifren syth crog ar gyfer rheiddiaduron, gwresogyddion darfudiad, mewn elfennau porcupine ar gyfer gynnau aer poeth, rheiddiaduron, sychwyr dillad.

Crynodeb Yn yr astudiaeth bresennol, amlinellir mecanwaith cyrydiad aloi FeCrAl masnachol (Kanthal AF) wrth anelio nwy nitrogen (4.6) ar 900 °C a 1200 °C. Perfformiwyd profion isothermol a thermocylchol gyda chyfanswm amseroedd amlygiad amrywiol, cyfraddau gwresogi, a thymheredd anelio. Cynhaliwyd prawf ocsideiddio mewn aer a nwy nitrogen trwy ddadansoddiad thermogravimetrig. Nodweddir y microstrwythur gan sganio microsgopeg electron (SEM-EDX), sbectrosgopeg electron Auger (AES), a dadansoddiad pelydr ïon ffocws (FIB-EDX). Mae'r canlyniadau'n dangos bod dilyniant cyrydiad yn digwydd trwy ffurfio rhanbarthau nitridiad is-wyneb lleol, sy'n cynnwys gronynnau cyfnod AlN, sy'n lleihau'r gweithgaredd alwminiwm ac yn achosi brithiad a asgliad. Mae prosesau ffurfio Al-nitrid a thwf graddfa Al-ocsid yn dibynnu ar dymheredd anelio a chyfradd gwresogi. Canfuwyd bod nitridation aloi FeCrAl yn broses gyflymach nag ocsideiddio yn ystod anelio mewn nwy nitrogen gyda gwasgedd rhannol ocsigen isel ac mae'n cynrychioli prif achos diraddio aloi.

Cyflwyniad Mae aloion sy'n seiliedig ar FeCrAl (Kanthal AF ®) yn adnabyddus am eu gwrthiant ocsideiddio uwch ar dymheredd uchel. Mae'r eiddo rhagorol hwn yn gysylltiedig â ffurfio graddfa alwmina sefydlog thermodynamig ar yr wyneb, sy'n amddiffyn y deunydd rhag ocsideiddio pellach [1]. Er gwaethaf priodweddau ymwrthedd cyrydiad uwch, gall oes y cydrannau a weithgynhyrchir o aloion FeCrAl fod yn gyfyngedig os yw'r rhannau'n aml yn agored i feicio thermol ar dymheredd uchel [2]. Un o'r rhesymau am hyn yw bod yr elfen ffurfio graddfa, alwminiwm, yn cael ei fwyta yn y matrics aloi yn yr ardal is-wyneb oherwydd y cracio thermo-sioc dro ar ôl tro a diwygio'r raddfa alwmina. Os yw'r cynnwys alwminiwm sy'n weddill yn gostwng o dan y crynodiad critigol, ni all yr aloi ddiwygio'r raddfa amddiffynnol mwyach, gan arwain at ocsidiad trychinebus trwy ffurfio ocsidau haearn a chromiwm sy'n tyfu'n gyflym [3,4]. Yn dibynnu ar yr awyrgylch amgylchynol a athreiddedd ocsidau arwyneb gall hyn hwyluso ocsidiad mewnol pellach neu nitridiad a ffurfio cyfnodau annymunol yn y rhanbarth is-wyneb [5]. Mae Han a Young wedi dangos, ar raddfa alwmina sy'n ffurfio aloion Ni Cr Al, bod patrwm cymhleth o ocsidiad mewnol a nitridiad yn datblygu [6,7] yn ystod beicio thermol ar dymheredd uchel mewn awyrgylch aer, yn enwedig mewn aloion sy'n cynnwys ffurfwyr nitrid cryf fel Al a Ti [4]. Gwyddys bod graddfeydd cromiwm ocsid yn nitrogen athraidd, ac mae Cr2 N yn ffurfio naill ai fel haen is-raddfa neu fel gwaddod mewnol [8,9]. Gellir disgwyl i'r effaith hon fod yn fwy difrifol o dan amodau beicio thermol sy'n arwain at gracio ar raddfa ocsid a lleihau ei effeithiolrwydd fel rhwystr i nitrogen [6]. Mae'r ymddygiad cyrydiad yn cael ei lywodraethu felly gan y gystadleuaeth rhwng ocsidiad, sy'n arwain at ffurfio / cynnal a chadw alwmina amddiffynnol, a mewnlifiad nitrogen sy'n arwain at nitridiad mewnol y matrics aloi trwy ffurfio cyfnod AlN [6,10], sy'n arwain at asgliad o y rhanbarth hwnnw oherwydd ehangu thermol uwch o gyfnod AlN o'i gymharu â'r matrics aloi [9]. Wrth amlygu aloion FeCrAl i dymheredd uchel mewn atmosfferau ag ocsigen neu roddwyr ocsigen eraill fel H2O neu CO2, ocsidiad yw'r adwaith tra-arglwyddiaethol, ac mae graddfa alwmina yn ffurfio, sy'n anhydraidd i ocsigen neu nitrogen ar dymheredd uchel ac yn darparu amddiffyniad rhag eu hymwthiad i'r matrics aloi. Ond, os yw'n agored i awyrgylch lleihau (N2 + H2), a chrac graddfa alwmina amddiffynnol, mae ocsidiad ymwahanu lleol yn dechrau trwy ffurfio ocsidau Cr a Ferich nad ydynt yn amddiffynnol, sy'n darparu llwybr ffafriol ar gyfer trylediad nitrogen i'r matrics ferritig a ffurfio. o gyfnod AlN [9]. Mae'r awyrgylch nitrogen amddiffynnol (4.6) yn cael ei gymhwyso'n aml wrth gymhwyso aloion FeCrAl yn ddiwydiannol. Er enghraifft, mae gwresogyddion gwrthiant mewn ffwrneisi trin gwres gydag awyrgylch nitrogen amddiffynnol yn enghraifft o gymhwyso aloion FeCrAl yn eang mewn amgylchedd o'r fath. Mae'r awduron yn adrodd bod cyfradd ocsideiddio aloion FeCrAlY yn llawer arafach wrth anelio mewn awyrgylch â phwysau rhannol ocsigen isel [11]. Nod yr astudiaeth oedd penderfynu a yw anelio mewn (99.996%) nitrogen (4.6) nwy (Messer® spec. lefel amhuredd O2 + H2O < 10 ppm) yn effeithio ar ymwrthedd cyrydiad aloi FeCrAl (Kanthal AF) ac i ba raddau y mae'n dibynnu ar y tymheredd anelio, ei amrywiad (beicio thermol), a chyfradd gwresogi.