آلیاژ Kanthal AF 837 Alchrome y Alchrome y Fecral Alloy

Kanthal AF یک آلیاژ آهن کروم-آلومینیوم فریتیک (آلیاژ مدفوع) برای استفاده در دمای تا 1300 درجه سانتیگراد (2370 درجه فارنهایت) است. آلیاژ با مقاومت اکسیداسیون عالی و پایداری شکل بسیار خوب و در نتیجه عمر طولانی عنصر مشخص می شود.

Kan-thal AF به طور معمول در عناصر گرمایش الکتریکی در کوره های صنعتی و لوازم خانگی استفاده می شود.

نمونه ای از برنامه های کاربردی در صنعت لوازم خانگی در عناصر میکا باز برای توستر ، سشوار ، در عناصر مبهم شکل برای بخاری های فن و به عنوان عناصر کویل باز بر روی مواد عایق فیبر ، در بخاری های شیشه ای سرامیکی در محدوده ، در بخاری های سرامیکی برای پلاک های جوشانده ای ، سیم پیچ های سمی شکل شده برای پخت و پزهای مربوط به پخت و پز با پخت و پز با پخت و پز با پخت و پز با پخت و پز با پخت و پز با هاب های سرامیک ، در هاب های سرامیک مظنون ، بخاری های همرفت ، در عناصر Porcupine برای اسلحه های هوای گرم ، رادیاتورها ، خشک کن های ریزش.

در مطالعه حاضر ، مکانیسم خوردگی آلیاژ مدفوع تجاری (Kanthal AF) در طول بازپخت در گاز نیتروژن (4.6) در 900 درجه سانتیگراد و 1200 درجه سانتیگراد بیان شده است. تست های ایزوترمال و ترمو چرخه ای با زمان مختلف قرار گرفتن در معرض ، میزان گرمایش و دمای آنیل انجام شد. آزمایش اکسیداسیون در گاز هوا و نیتروژن با تجزیه و تحلیل ترموگراومتری انجام شد. ریزساختار با استفاده از میکروسکوپ الکترونی الکترونی (SEM-EDX) ، طیف سنجی الکترونی الکترونی اوگر (AES) و تجزیه و تحلیل پرتو یون متمرکز (FIB-EDX) مشخص می شود. نتایج نشان می دهد که پیشرفت خوردگی از طریق شکل گیری مناطق نیتریدشی زیرسطحی موضعی ، متشکل از ذرات فاز ALN صورت می گیرد ، که باعث کاهش فعالیت آلومینیوم می شود و باعث آغشته و لکه دار می شود. فرآیندهای تشکیل ال نیترید و رشد مقیاس آل اکسید به دمای آنیل و میزان گرمایش بستگی دارد. مشخص شد که نیترید شدن آلیاژ مدفوع یک فرآیند سریعتر از اکسیداسیون در هنگام پخت در گاز نیتروژن با فشار جزئی اکسیژن کم است و علت اصلی تخریب آلیاژ را نشان می دهد.

مقدمه آلیاژهای مبتنی بر Fecral - (Kanthal AF ®) به دلیل مقاومت در برابر اکسیداسیون برتر در دمای بالا شناخته شده اند. این خاصیت عالی مربوط به تشکیل مقیاس آلومینا از نظر ترمودینامیکی بر روی سطح است ، که از مواد در برابر اکسیداسیون بیشتر محافظت می کند [1]. با وجود خصوصیات مقاومت در برابر خوردگی برتر ، طول عمر اجزای تولید شده از آلیاژهای مبتنی بر مدفوع می تواند محدود شود اگر قطعات اغلب در دمای بالا در معرض دوچرخه سواری حرارتی قرار بگیرند [2]. یکی از دلایل این امر این است که عنصر تشکیل مقیاس ، آلومینیوم ، در ماتریس آلیاژ در منطقه زیرسطحی به دلیل ترک خوردگی ترمو شوک و اصلاح مقیاس آلومینا مصرف می شود. اگر مقدار آلومینیوم باقیمانده در زیر غلظت بحرانی کاهش یابد ، آلیاژ دیگر نمی تواند مقیاس محافظ را اصلاح کند ، در نتیجه با تشکیل اکسیدهای مبتنی بر آهن و کروم به سرعت در حال رشد است [3،4]. بسته به جو اطراف و نفوذپذیری اکسیدهای سطحی ، این می تواند اکسیداسیون داخلی یا نیترایدیت و تشکیل مراحل ناخواسته در منطقه زیرسطحی را تسهیل کند [5]. هان و یانگ نشان داده اند که در مقیاس آلومینا در حال تشکیل آلیاژهای Ni cr al ، یک الگوی پیچیده از اکسیداسیون داخلی و نیترایدیت [6،7] در طول دوچرخه سواری در دمای بالا در جو هوا ، به ویژه در آلیاژهایی که حاوی سازندگان نیترید قوی مانند AL و TI هستند ، ایجاد می شود. مقیاس اکسید کروم شناخته شده است که از نظر نیتروژن قابل نفوذ است و CR2 N یا به عنوان یک لایه زیر مقیاس یا به عنوان رسوب داخلی تشکیل می شود [8،9]. انتظار می رود این اثر در شرایط دوچرخه سواری حرارتی شدیدتر باشد که منجر به ترک خوردگی در مقیاس اکسید و کاهش اثربخشی آن به عنوان سدی برای نیتروژن می شود [6]. بنابراین رفتار خوردگی با رقابت بین اکسیداسیون ، که منجر به تشکیل/نگهداری آلومینا محافظت می شود ، و نیتروژن منجر به نیترید شدن داخلی ماتریس آلیاژ با تشکیل فاز ALN [6،10] می شود ، که منجر به پراکندگی آن منطقه به دلیل گسترش حرارتی بالاتر فاز ALN در مقایسه با ماتریس آلیاژ می شود [9]. هنگام قرار گرفتن در معرض آلیاژهای مدفوع در دمای زیاد در جو با اکسیژن یا سایر اهدا کنندگان اکسیژن مانند H2O یا CO2 ، اکسیداسیون واکنش غالب و مقیاس آلومینا است که در دمای بالا به اکسیژن یا نیتروژن غیرقابل نفوذ است و در برابر نفوذ آنها در ماتریس آلیاژ محافظت می کند. اما ، اگر در معرض جو کاهش (N2+H2) و ترک مقیاس آلومینا قرار بگیرند ، اکسیداسیون شکسته موضعی با تشکیل اکسیدهای CR و فریک غیر محافظت کننده شروع می شود ، که یک مسیر مطلوب برای انتشار نیتروژن در ماتریس فری و تشکیل فاز ALN فراهم می کند [9]. جو محافظ (4.6) نیتروژن اغلب در کاربرد صنعتی آلیاژهای مدفوع اعمال می شود. به عنوان مثال ، بخاری های مقاومت در کوره های عملیات حرارتی با جو ازت محافظ نمونه ای از کاربرد گسترده آلیاژهای مدفوع در چنین محیطی است. نویسندگان گزارش می دهند که میزان اکسیداسیون آلیاژهای مدفوع هنگام بازپخت در جو با فشارهای جزئی اکسیژن کم به طور قابل توجهی کندتر است [11]. هدف از این مطالعه تعیین اینکه آیا آنیل شدن در (99.996 ٪) نیتروژن (4.6) گاز (مشخصات Messer® سطح ناخالصی O2 + H2O <10 ppm) بر مقاومت در برابر خوردگی آلیاژ مدفوع (Kanthal AF) تأثیر می گذارد و تا چه اندازه بستگی به دمای آنیل ، تغییر آن (تغییر گرمای) و میزان گرمایش دارد.