Aloi ya Kanthal AF 837 resistohm alchrome Y fecral aloi

Kanthal AF ni aloi ya feritiki ya chuma-kromiamu-aluminiamu (aloi ya FeCrAl) inayotumika katika halijoto hadi 1300°C (2370°F). Aloi hii ina sifa ya upinzani bora wa oksidi na uthabiti mzuri sana wa umbo unaosababisha maisha marefu ya elementi.

Kan-thal AF kwa kawaida hutumika katika vipengele vya kupasha joto vya umeme katika tanuri za viwandani na vifaa vya nyumbani.

Mfano wa matumizi katika tasnia ya vifaa ni katika vipengele vya wazi vya mica kwa ajili ya vibaniko, vikaushio vya nywele, katika vipengele vyenye umbo la kuzungusha kwa ajili ya vipashio vya feni na kama vipengele vya koili wazi kwenye nyenzo za kuhami nyuzi katika vipashio vya juu vya kioo vya kauri katika safu, katika vipashio vya kauri kwa ajili ya sahani za kuchemsha, koili kwenye nyuzi za kauri zilizoumbwa kwa ajili ya sahani za kupikia zenye majiko ya kauri, katika vipengele vya koili zilizoning'inizwa kwa ajili ya vipashio vya feni, katika vipengele vya waya zilizonyooka zilizoning'inizwa kwa ajili ya radiator, vipashio vya convection, katika vipengele vya nungunungu kwa ajili ya bunduki za hewa ya moto, radiator, vikaushio vya kukunja.

Muhtasari Katika utafiti huu, utaratibu wa kutu wa aloi ya kibiashara ya FeCrAl (Kanthal AF) wakati wa kufyonza gesi ya nitrojeni (4.6) kwa 900 °C na 1200 °C umeainishwa. Majaribio ya isothermal na thermocyclic yenye muda tofauti wa mfiduo, viwango vya joto, na halijoto ya kufyonza yalifanywa. Jaribio la oksidi katika hewa na gesi ya nitrojeni lilifanywa kwa uchambuzi wa thermogravimetric. Muundo mdogo una sifa ya kuchanganua hadubini ya elektroni (SEM-EDX), spektroskopia ya elektroni ya Auger (AES), na uchanganuzi wa boriti ya ioni iliyolenga (FIB-EDX). Matokeo yanaonyesha kuwa kuendelea kwa kutu hufanyika kupitia uundaji wa maeneo ya nitridi ya chini ya ardhi yaliyowekwa ndani, yaliyoundwa na chembe za awamu ya AlN, ambayo hupunguza shughuli za alumini na kusababisha kuganda na kupasuka. Michakato ya uundaji wa nitridi ya Al na ukuaji wa kipimo cha Al-oxide hutegemea halijoto ya kufyonza na kiwango cha joto. Ilibainika kuwa nitridi ya aloi ya FeCrAl ni mchakato wa haraka zaidi kuliko oksidi wakati wa kufyonza gesi ya nitrojeni yenye shinikizo la chini la oksijeni na inawakilisha sababu kuu ya uharibifu wa aloi.

Utangulizi Aloi zinazotegemea FeCrAl (Kanthal AF ®) zinajulikana sana kwa upinzani wao bora wa oksidi katika halijoto ya juu. Sifa hii bora inahusiana na uundaji wa kipimo cha alumina thabiti cha thermodynamically juu ya uso, ambayo hulinda nyenzo dhidi ya oksidi zaidi [1]. Licha ya sifa bora za upinzani wa kutu, muda wa maisha wa vipengele vilivyotengenezwa kutoka kwa aloi zinazotegemea FeCrAl unaweza kupunguzwa ikiwa sehemu hizo huwekwa wazi mara kwa mara kwa mzunguko wa joto katika halijoto ya juu [2]. Moja ya sababu za hili ni kwamba kipengele kinachounda kipimo, alumini, hutumika kwenye matrix ya aloi katika eneo la chini ya uso kutokana na kupasuka mara kwa mara kwa mshtuko wa thermo-shock na mageuzi ya kipimo cha alumina. Ikiwa kiwango kilichobaki cha alumini kitapungua chini ya mkusanyiko muhimu, aloi haiwezi tena kurekebisha kipimo cha kinga, na kusababisha oksidi ya kuvunjika kwa janga kwa uundaji wa oksidi zinazotegemea chuma na kromiamu zinazokua kwa kasi [3,4]. Kulingana na angahewa inayozunguka na upenyezaji wa oksidi za uso, hii inaweza kuwezesha oksidi zaidi ya ndani au nitridation na uundaji wa awamu zisizohitajika katika eneo la chini ya uso [5]. Han na Young wameonyesha kwamba katika kipimo cha alumina kinachounda aloi za Ni CrAl, muundo tata wa oksidi ya ndani na nitridi hujitokeza [6,7] wakati wa mzunguko wa joto kwenye halijoto ya juu katika angahewa, hasa katika aloi zenye viundaji vikali vya nitridi kama Al na Ti [4]. Mizani ya oksidi ya kromiamu inajulikana kuwa na nitrojeni inayopenyeza, na Cr2 N huundwa ama kama safu ndogo au kama mteremko wa ndani [8,9]. Athari hii inaweza kutarajiwa kuwa kali zaidi chini ya hali ya mzunguko wa joto ambayo husababisha kupasuka kwa kipimo cha oksidi na kupunguza ufanisi wake kama kizuizi cha nitrojeni [6]. Kwa hivyo tabia ya kutu inatawaliwa na ushindani kati ya oksidi, ambayo husababisha uundaji/matengenezo ya alumina ya kinga, na uingiaji wa nitrojeni unaosababisha nitridi ya ndani ya matrix ya aloi kwa kuunda awamu ya AlN [6,10], ambayo husababisha kupasuka kwa eneo hilo kutokana na upanuzi mkubwa wa joto wa awamu ya AlN ikilinganishwa na matrix ya aloi [9]. Wakati wa kuweka aloi za FeCrAl kwenye halijoto ya juu katika angahewa zenye oksijeni au wafadhili wengine wa oksijeni kama vile H2O au CO2, oksidi ni mmenyuko unaotawala, na kipimo cha alumina huundwa, ambacho hakiingii kwa oksijeni au nitrojeni kwenye halijoto ya juu na hutoa ulinzi dhidi ya kuingiliwa kwao kwenye matrix ya aloi. Lakini, ikiwa imewekwa kwenye angahewa ya kupunguza (N2+H2), na kipimo cha alumina ya kinga hupasuka, oksidi ya kutengana ya ndani huanza kwa kuunda oksidi za Cr na Ferich zisizolinda, ambazo hutoa njia nzuri ya uenezaji wa nitrojeni kwenye matrix ya feri na uundaji wa awamu ya AlN [9]. Angahewa ya nitrojeni ya kinga (4.6) hutumiwa mara nyingi katika matumizi ya viwandani ya aloi za FeCrAl. Kwa mfano, hita za upinzani katika tanuru za matibabu ya joto zenye angahewa ya nitrojeni ya kinga ni mfano wa matumizi yaliyoenea ya aloi za FeCrAl katika mazingira kama hayo. Waandishi wanaripoti kwamba kiwango cha oksidi cha aloi za FeCrAlY ni polepole sana wakati wa kuunganishwa katika angahewa yenye shinikizo la chini la sehemu ya oksijeni [11]. Lengo la utafiti lilikuwa kubaini kama ufyonzaji wa gesi ya nitrojeni (99.996%) (kiwango cha uchafu cha Messer® O2 + H2O < 10 ppm) huathiri upinzani wa kutu wa aloi ya FeCrAl (Kanthal AF) na kwa kiwango gani inategemea halijoto ya ufyonzaji, tofauti zake (mzunguko wa joto), na kiwango cha joto.