Kanthal AF эритмеси 837 резистом алхром Y фекрал эритмеси

Kanthal AF – бул 1300°C (2370°F) чейинки температурада колдонуу үчүн ферриттик темир-хром-алюминий эритмеси (FeCrAl эритмеси). Эритме эң сонун кычкылданууга туруктуулугу жана абдан жакшы форма туруктуулугу менен мүнөздөлөт, бул элементтердин узак кызмат кылуу мөөнөтүн камсыз кылат.

Кан-тхал AF көбүнчө өнөр жай мештериндеги жана тиричилик техникаларындагы электр жылытуу элементтеринде колдонулат.

Тиричилик техникалары өнөр жайында тостерлер, чач кургаткычтар үчүн ачык слюда элементтери, желдеткич жылыткычтар үчүн меандр формасындагы элементтер жана була изоляциялоочу материалдагы ачык катушка элементтери катары керамикалык айнек үстүнкү жылыткычтарда, кайнатуу плиталары үчүн керамикалык жылыткычтарда, керамикалык плиталары бар бышыруучу плиталар үчүн калыпка салынган керамикалык буладагы катушкаларда, желдеткич жылыткычтар үчүн асма катушка элементтеринде, радиаторлор, конвекциялык жылыткычтар үчүн асма түз зым элементтеринде, ысык аба мылтыктары, радиаторлор, кургаткычтар үчүн кирпи элементтеринде колдонулушу мүмкүн.

Кыскача мазмуну Бул изилдөөдө коммерциялык FeCrAl эритмесинин (Kanthal AF) азот газында (4.6) 900 °C жана 1200 °C температурада күйгүзүү учурундагы коррозия механизми баяндалган. Ар кандай жалпы экспозиция убактысы, ысытуу ылдамдыгы жана күйгүзүү температурасы менен изотермикалык жана термоциклдик сыноолор жүргүзүлдү. Абада жана азот газында кычкылдануу сынагы термогравиметриялык анализ аркылуу жүргүзүлдү. Микроструктура сканерлөөчү электрондук микроскопия (SEM-EDX), Оже электрондук спектроскопиясы (AES) жана фокусталган ион нуру (FIB-EDX) анализи менен мүнөздөлөт. Жыйынтыктар коррозиянын прогрессиясы алюминийдин активдүүлүгүн төмөндөтүүчү жана морттукка жана жарылууга алып келүүчү AlN фазасынын бөлүкчөлөрүнөн турган локалдашкан жер астындагы нитриддөө аймактарынын пайда болушу аркылуу жүрөрүн көрсөтүп турат. Al-нитриддин пайда болуу жана Al-оксиддик шкаласынын өсүү процесстери күйгүзүү температурасына жана ысытуу ылдамдыгына көз каранды. FeCrAl эритмесин нитрлөө кычкылтектин парциалдык басымы төмөн азот газында күйгүзүү учурунда кычкылданууга караганда тезирээк процесс экени жана эритменин бузулушунун негизги себеби экени аныкталды.

Киришүү FeCrAl негизиндеги эритмелер (Kanthal AF ®) жогорку температурада жогорку кычкылданууга туруктуулугу менен белгилүү. Бул эң сонун касиет бетинде термодинамикалык жактан туруктуу алюминий оксидинин пайда болушу менен байланыштуу, ал материалды андан ары кычкылдануудан коргойт [1]. Коррозияга туруктуулуктун жогорку касиеттерине карабастан, FeCrAl негизиндеги эритмелерден жасалган компоненттердин иштөө мөөнөтү, эгерде тетиктер жогорку температурада көп учурда термикалык циклге дуушар болсо, чектелиши мүмкүн [2]. Мунун бир себеби, алюминий оксидинин кайталанган термошоктук крекинги жана реформациясынан улам, жер астындагы аймактагы эритме матрицасында кабырчык пайда болгон элемент. Эгерде калган алюминийдин курамы критикалык концентрациядан төмөн түшсө, эритме коргоочу кабырчыктарды реформалай албайт, бул тез өсүп жаткан темир жана хром негизиндеги оксиддердин пайда болушу менен катастрофалык бөлүнүү кычкылдануусуна алып келет [3,4]. Айланадагы атмосферага жана жер астындагы оксиддердин өткөрүмдүүлүгүнө жараша, бул андан ары ички кычкылданууга же нитрациялоого жана жер астындагы аймакта каалабаган фазалардын пайда болушуна өбөлгө түзөт [5]. Хан жана Янг Ni Cr Al эритмелерин түзгөн алюминий оксидинин катмарында аба атмосферасында жогорку температурада термикалык цикл учурунда, айрыкча Al жана Ti сыяктуу күчтүү нитрид түзүүчүлөрүн камтыган эритмелерде ички кычкылдануу жана нитриддөөнүн татаал схемасы пайда болорун көрсөтүштү [6,7]. Хром кычкылынын катмарлары азот өткөргүч экени белгилүү, ал эми Cr2 N катмардын астындагы катмар катары же ички чөкмө катары пайда болот [8,9]. Бул таасир термикалык цикл шарттарында кычкылдануу катмарынын жарылышына жана анын азотко тоскоол катары натыйжалуулугунун төмөндөшүнө алып келүүчү катуураак болот деп күтүүгө болот [6]. Ошентип, коррозия жүрүм-туруму коргоочу алюминий оксидинин пайда болушуна/сакталышына алып келүүчү кычкылдануу менен AlN фазасынын пайда болушу менен эритме матрицасынын ички нитридделишине алып келүүчү азоттун киришинин ортосундагы атаандаштык менен жөнгө салынат [6,10], бул эритме матрицасына салыштырмалуу AlN фазасынын жогорку термикалык кеңейишинен улам ал аймактын кеңейишине алып келет [9]. FeCrAl эритмелерин кычкылтек же башка кычкылтек донорлору, мисалы, H2O же CO2 бар атмосферада жогорку температурага дуушар кылганда, кычкылдануу басымдуулук кылган реакция болуп саналат жана алюминий оксидинин кабырчыгы пайда болот, ал жогорку температурада кычкылтек же азот өткөрбөйт жана алардын эритме матрицасына кирип кетишинен коргойт. Бирок, калыбына келүү атмосферасына (N2+H2) жана коргоочу алюминий оксидинин кабырчыгы жаракасына дуушар болгондо, жергиликтүү бөлүнүп чыгуучу кычкылдануу коргоочу эмес Cr жана Ferich оксиддеринин пайда болушу менен башталат, алар азоттун ферриттик матрицага диффузиясына жана AlN фазасынын пайда болушуна жагымдуу жол ачат [9]. Коргоочу (4.6) азот атмосферасы FeCrAl эритмелерин өнөр жайлык колдонууда көп колдонулат. Мисалы, коргоочу азот атмосферасы бар жылуулук менен иштетүүчү мештердеги каршылык жылыткычтары FeCrAl эритмелерин мындай чөйрөдө кеңири колдонуунун мисалы болуп саналат. Авторлор FeCrAlY эритмелеринин кычкылдануу ылдамдыгы кычкылтектин парциалдык басымы төмөн атмосферада күйгүзгөндө бир топ жайыраак экенин билдиришет [11]. Изилдөөнүн максаты (99,996%) азот (4,6) газында (Messer® спецификациялык кошулма деңгээли O2 + H2O < 10 ppm) күйгүзүү FeCrAl эритмесинин (Kanthal AF) коррозияга туруктуулугуна таасир этерин жана ал күйгүзүү температурасына, анын өзгөрүшүнө (термикалык цикл) жана ысытуу ылдамдыгына канчалык деңгээлде көз каранды экенин аныктоо болгон.