Kanthal AF Legierung 837 Resistohm Alchrome y Fecral Legierung

Kanthal AF ist eine ferritische Eisen-Chrom-Aluminium-Legierung (Fecral-Legierung) zur Verwendung bei Temperaturen von bis zu 1300 ° C (2370 ° F). Die Legierung ist durch eine hervorragende Oxidationsresistenz und eine sehr gute Formstabilität gekennzeichnet, die zu langem Elementleben führt.

Kan-Thal AF wird typischerweise in elektrischen Heizelementen in Industrieöfen und Haushaltsgeräten verwendet.

Example of applications in the appliance industry are in open mica elements for toasters, hair dryers, in meander shaped elements for fan heaters and as open coil elements on fibre insulating material in ceramic glass top heaters in ranges, in ceramic heaters for boiling plates, coils on molded ceramic fibre for cooking plates with ceramic hobs, in suspended coil elements for fan heaters, in suspended straight wire elements for Heizkörper, Konvektionsheizungen, in Stachelschweineelementen für Heißluftpistolen, Heizkörper, Sturztrockner.

Zusammenfassung In der vorliegenden Studie wird der Korrosionsmechanismus der kommerziellen Fecral -Legierung (Kanthal AF) während des Temperns in Stickstoffgas (4,6) bei 900 ° C und 1200 ° C umrissen. Es wurden isothermische und thermomodyklische Tests mit unterschiedlichen Gesamtbelichtungszeiten, Heizraten und Temperaturtemperaturen durchgeführt. Der Oxidationstest in Luft und Stickstoffgas wurde durch thermogravimetrische Analyse durchgeführt. Die Mikrostruktur ist durch Rasterelektronenmikroskopie (SEM-EDX), Auger-Elektronenspektroskopie (AES) und fokussierte Ionenstrahlanalyse (FIB-EDX) charakterisiert. Die Ergebnisse zeigen, dass das Fortschreiten der Korrosion durch die Bildung lokalisierter unterirdischer Nitridationbereiche erfolgt, die aus Aln -Phase -Partikeln bestehen, wodurch die Aluminiumaktivität reduziert wird und Verspritzung und Abstriche verursacht. Die Prozesse der Al-Nitrid-Bildung und des Wachstums der Al-Oxid-Skala hängen von der Tempelstemperatur und der Heizrate ab. Es wurde festgestellt, dass die Nitridation der Fecral -Legierung ein schnelleres Verfahren ist als die Oxidation während des Tempers in einem Stickstoffgas mit niedrigem Sauerstoff -Partialdruck und die Hauptursache für den Abbau von Legierung darstellt.

EINLEITUNG FECRAL - Basierte Legierungen (Kanthal AF ®) sind für ihre überlegene Oxidationsresistenz bei erhöhten Temperaturen bekannt. Diese hervorragende Eigenschaft bezieht sich auf die Bildung der thermodynamisch stabilen Aluminiumoxidskala auf der Oberfläche, die das Material vor einer weiteren Oxidation schützt [1]. Trotz überlegener Eigenschaften der Korrosionsbeständigkeit kann die Lebensdauer der aus fecral basierenden Legierungen begrenzt sein, wenn die Teile häufig thermischem Radfahren bei erhöhten Temperaturen ausgesetzt sind [2]. Einer der Gründe dafür ist, dass das Skala-Formungselement Aluminium aufgrund des wiederholten Thermo-Schock-Cracks und der Reformierung der Aluminiumoxid-Skala in der Legierungsmatrix im Untergrundbereich verbraucht wird. Wenn der verbleibende Aluminiumgehalt unter der kritischen Konzentration abnimmt, kann die Legierung die Schutzskala nicht mehr reformieren, was zu einer katastrophalen Ausstürmungsoxidation durch die Bildung von Oxiden auf Eisen auf Eisen und Chrombasis führt [3,4]. Abhängig von der umgebenden Atmosphäre und der Permeabilität von Oberflächenoxiden kann dies eine weitere interne Oxidation oder Nitridation und Bildung unerwünschter Phasen in der Region unterirdisch erleichtern [5]. Han und Young haben gezeigt, dass sich in der Aluminiumoxidskala, die Ni -Cr -Legierungen bildet, während des thermischen Radfahrens bei erhöhten Temperaturen in einer Luftatmosphäre, insbesondere in Legierungen, ein komplexes Muster der inneren Oxidation und Nitridation [6,7] während des thermischen Zyklus wie AL und TI [4], ein komplexes Muster der inneren Oxidation und Nitridation entwickelt. Es ist bekannt, dass Chromoxidskalen stickstoffdurchlässig sind, und CR2 N bildet entweder als Untermaß- oder interne Niederschlag [8,9]. Es ist zu erwarten, dass dieser Effekt unter thermischen Zyklusbedingungen schwerwiegender ist, die zu einer Oxidskala -Risse führen und seine Wirksamkeit als Barriere für Stickstoff verringern [6]. Das Korrosionsverhalten wird somit durch die Konkurrenz zwischen Oxidation bestimmt, die zu der Bildung/Aufrechterhaltung der schützenden Aluminiumoxid führt, und der Stickstoffeingang, die zu einer internen Nitridation der Legierungsmatrix durch Bildung der ALN -Phase führt [6,10], was zur Spallation dieser Region aufgrund einer höheren thermalen Ausdehnung der ALN -Phase im Vergleich zu der Allox -Matrix [9] führt. Wenn Sie Fecral -Legierungen in Atmosphären mit Sauerstoff oder anderen Sauerstoffspendern wie H2O oder CO2 aussetzen, ist Oxidation die dominierende Reaktion, und die Formen der Aluminiumoxid -Skala, die für Sauerstoff oder Stickstoff bei erhöhten Temperaturen undurchlässig sind und sich gegen ihren Eindringen in die Lählermatrix schützen. Wenn sie jedoch einer Reduktionsatmosphäre (N2+H2) und dem schützenden Aluminiumoxid-Riss ausgesetzt sind, beginnt eine lokale Breakaway-Oxidation mit der Bildung von nicht schützenden CR- und Ferich-Oxiden, die einen günstigen Weg für die Stickstoffdiffusion in die ferritische Matrix und die Bildung der ALN-Phase bieten [9]. Die schützende (4.6) Stickstoffatmosphäre wird häufig in der industriellen Anwendung von Fecral -Legierungen angewendet. Beispielsweise sind Resistenzheizungen in Wärmebehandztölen mit einer schützenden Stickstoffatmosphäre ein Beispiel für die weit verbreitete Anwendung von Fecral -Legierungen in einer solchen Umgebung. Die Autoren berichten, dass die Oxidationsrate der Fecraly -Legierungen beim Tempern in einer Atmosphäre mit niedrigen Sauerstoff -Teildruck erheblich langsamer ist [11]. Ziel der Studie war es zu bestimmen, ob das Tempern in (99,996%) Stickstoff (4,6) (Messer® Spec. Verunreinigungsstufe O2 + H2O <10 ppm) die Korrosionsresistenz von Fecral-Legierung (Kanthal AF) beeinflusst, und inwieweit es von der Annaling-Temperatur, der Variation (thaumartige Zyklasse) und der Heizenrückzahlung und der Heizung abhängt.