سبيكة كان-ثال AF 837 resistohm alchrome Y

عادة ما تستخدم AF Kan-thal في عناصر التسخين الكهربائية في الأفران الصناعية والأجهزة المنزلية.

أمثلة على التطبيقات في صناعة الأجهزة هي في عناصر الشمعة المفتوحة للخبازات ، مجففات الشعر ،في العناصر الشكل المياندر لمدفعات المروحة وكعناصر لفائف مفتوحة على مادة عازلة من الألياف في سخانات الزجاج السيراميكية في نطاقات، في سخانات السيراميك لألواح الغليان ، لفائف على الألياف السيراميكية المصبوبة لألواح الطهي مع أطباق السيراميك ، في عناصر لفائف معلقة لدافئات المروحة ،في عناصر الأسلاك المستقيمة المعلقة للمبردات، تسخينات الحرارة ، في عناصر الخنزير العنبرية لأسلحة الهواء الساخن ، المشعلات ، المجففات.

ملخص في الدراسة الحالية ، يتم تحديد آلية تآكل سبيكة FeCrAl التجارية (Kanthal AF) أثناء التسخين في غاز النيتروجين (4.6) عند 900 و 1200 درجة مئوية.الاختبارات العازلة الحرارية والحرارية الدورية مع أوقات التعرض الكلية المختلفةتم إجراء اختبار الأكسدة في الهواء وغاز النيتروجين عن طريق تحليل الحرارة الجاذبية.يتميز الهيكل المجهري بمجهر الإلكترونات المسح (SEM-EDX)، الطيف الإلكتروني (AES) ، وتحليل شعاع الأيون المركز (FIB-EDX).تظهر النتائج أن تقدم التآكل يحدث من خلال تكوين مناطق نتراتية محلية تحت السطح، تتكون من جزيئات مرحلة AlN ، والتي تقلل من نشاط الألومنيوم وتسبب التهشاش والانفجار.تعتمد عمليات تشكيل النيتريدات والأكسيدات على درجة حرارة التسخين ومعدل التسخين. It was found that nitridation of the FeCrAl alloy is a faster process than oxidation during annealing in a nitrogen gas with low oxygen partial pressure and represents the main cause of alloy degradation.

المقدمة السبائك القائمة على FeCrAl (Kanthal AF ®) معروفة بمقاومتها الفائقة للتأكسيد عند درجات الحرارة المرتفعة.هذه الخصائص الممتازة ترتبط بتشكيل مقياس الألومينا المستقر حراريًا على السطح[1] على الرغم من خصائص مقاومة التآكل المتفوقة ،يمكن أن تكون عمر المكونات المصنعة من سبائك على أساس FeCrAl محدودة إذا تعرضت الأجزاء بشكل متكرر للدورة الحرارية عند درجات حرارة مرتفعة [2]أحد الأسباب لهذا هو أن عنصر تشكيل الحجم، الألومنيوم،يتم استهلاكها في مصفوفة السبائك في منطقة تحت السطح بسبب التشقق المتكرر للصدمات الحرارية وإعادة تشكيل مقياس الألوميناإذا انخفض محتوى الألومنيوم المتبقي إلى أقل من التركيز الحرج، فإن السبائك لم تعد قادرة على إصلاح المقياس الوقائي.مما يؤدي إلى أكسدة انفصال كارثية عن طريق تكوين أكسيدات سريعة النمو على أساس الحديد والكروم [3].،4].اعتمادا على الغلاف الجوي المحيط ومرونة أكسيدات السطح يمكن أن يسهل هذا مزيد من الأكسدة الداخلية أو النترات وتشكيل مراحل غير مرغوب فيها في منطقة تحت السطح [5]وقد أظهر هان ويانغ أن في قاعدة الألومينا التي تشكل سبائك NiCrAl ، يتطور نمط معقد من الأكسدة الداخلية والنيتراتية [ 6 ،7] أثناء الدورة الحرارية عند درجات حرارة مرتفعة في الغلاف الجوي الهوائي، وخاصة في السبائك التي تحتوي على صانعي النترات القويين مثل Al و Ti [4] ، ومن المعروف أن قشور أكسيد الكروم قابلة لتنفس النيتروجين ،ويتشكل Cr2 N إما كطبقة فرعية أو كمستنقع داخلي [8].، [9] ويمكن أن يتوقع أن يكون هذا التأثير أكثر حدة في ظل ظروف الدورة الحرارية التي تؤدي إلى تشق القوالب الأوكسيد وتقلل من فعاليتها كحاجز للنيتروجين [6].وبالتالي فإن سلوك التآكل يحكم من قبل المنافسة بين الأكسدة، مما يؤدي إلى تكوين / صيانة الألومينا الواقية ، ودخول النيتروجين مما يؤدي إلى النترات الداخلية لمصفوفة السبائك عن طريق تكوين مرحلة AlN [6,10] ،والذي يؤدي إلى تفكك تلك المنطقة بسبب التوسع الحراري الأعلى للمرحلة AlN مقارنة بمصفوفة السبائك [9]عند تعريض سبائك FeCrAl لدرجات حرارة عالية في الغلاف الجوي مع الأكسجين أو مانحين الأكسجين الآخرين مثل H2O أو CO2 ، الأكسدة هي التفاعل المهيمن ، وتشكيلات قشرة الألومينا ،والذي لا يمكن أن يمر به الأكسجين أو النيتروجين عند درجات الحرارة المرتفعة ويقدم الحماية من اختراقها في مصفوفة السبائكولكن، إذا تعرضت لجو التخفيض (N2 + H2) ، والشقوق الحماية من قشرة الألومينا، يبدأ تكسير الانفصال المحلي عن طريق تكوين أكسيدات Cr و Ferich غير الحماية.والتي توفر مسارًا مواتٍ لنشر النيتروجين إلى المصفوفة الفيرريتية وتشكيل مرحلة AlN [9]تُستخدم الغلاف الجوي النيتروجيني الحامي (4.6) في كثير من الأحيان في التطبيقات الصناعية لسبائك FeCrAl.سخانات المقاومة في أفران المعالجة الحرارية مع جو النيتروجين الوقائي هي مثال على التطبيق الواسع للسبائك FeCrAl في مثل هذه البيئةيبلغ المؤلفون أن معدل الأكسدة في سبائك FeCrAlY أبطأ بكثير عند التسخين في جو ذو ضغوط جزئية منخفضة للأكسجين [11].كان الهدف من الدراسة هو تحديد ما إذا كان التسخين في (99.996٪) غاز النيتروجين (4.6) (مستوى الشوائب في مواصفات Messer® O2 + H2O < 10 ppm) يؤثر على مقاومة تآكل سبيكة FeCrAl (Kanthal AF) وما مدى اعتمادها على درجة حرارة التسخين ،تغييره (الدورة الحرارية)، ومعدل التسخين.