Kanthal AF alloy 837 resisohm alchrome Y fecral alloy

Kanthal AF, 1300°C (2370°F) temperaturda istifadə üçün nəzərdə tutulmuş ferrit dəmir-xrom-alüminium ərintisidir (FeCrAl ərintisidir). Ərinti əla oksidləşmə müqaviməti və uzun element ömrünə səbəb olan çox yaxşı forma stabilliyi ilə xarakterizə olunur.

Kan-thal AF adətən sənaye sobalarında və məişət cihazlarında elektrikli istilik elementlərində istifadə olunur.

Məişət texnikası sənayesində tətbiqlərə nümunə olaraq tosterlər, saç qurutma maşınları üçün açıq slyuda elementlərini, ventilyatorlu qızdırıcılar üçün meandr formalı elementləri və sobalarda keramika şüşə üst qızdırıcılarda lif izolyasiya materialı üzərində açıq spiral elementləri, qaynar plitələr üçün keramika qızdırıcıları, keramika plitələri olan bişirmə plitələri üçün qəliblənmiş keramika lif üzərində spirallar, ventilyatorlu qızdırıcılar üçün asma spiral elementlərini, radiatorlar, konveksiya qızdırıcıları üçün asma düz məftil elementlərini, isti hava silahları, radiatorlar, qurutma maşınları üçün kirpi elementlərini göstərmək olar.

Xülasə Bu tədqiqatda, kommersiya FeCrAl ərintisinin (Kanthal AF) azot qazında (4.6) 900 °C və 1200 °C-də tavlama zamanı korroziya mexanizmi izah olunur. Müxtəlif ümumi məruz qalma müddətləri, qızdırma sürətləri və tavlama temperaturları ilə izotermik və termotsiklik sınaqlar aparılmışdır. Hava və azot qazında oksidləşmə testi termoqravimetrik analiz yolu ilə aparılmışdır. Mikrostruktur skanlama elektron mikroskopiyası (SEM-EDX), Oje elektron spektroskopiyası (AES) və fokuslanmış ion şüası (FIB-EDX) analizi ilə xarakterizə olunur. Nəticələr göstərir ki, korroziyanın irəliləməsi alüminium aktivliyini azaldan və kövrəkliyə və dağılmaya səbəb olan AlN faza hissəciklərindən ibarət lokal yeraltı nitridləşmə bölgələrinin əmələ gəlməsi yolu ilə baş verir. Al-nitrid əmələ gəlməsi və Al-oksid miqyasının böyüməsi prosesləri tavlama temperaturundan və qızdırma sürətindən asılıdır. Məlum olub ki, FeCrAl ərintisinin nitridləşməsi aşağı oksigen qismən təzyiqi olan azot qazında tavlama zamanı oksidləşmədən daha sürətli bir prosesdir və ərinti parçalanmasının əsas səbəbidir.

Giriş FeCrAl əsaslı ərintilər (Kanthal AF ®) yüksək temperaturda üstün oksidləşmə müqaviməti ilə tanınır. Bu əla xüsusiyyət, materialı sonrakı oksidləşmədən qoruyan səthdə termodinamik cəhətdən sabit alüminium oksidi pulcuğunun əmələ gəlməsi ilə əlaqədardır [1]. Üstün korroziyaya davamlılıq xüsusiyyətlərinə baxmayaraq, hissələr tez-tez yüksək temperaturda istilik dövrünə məruz qalarsa, FeCrAl əsaslı ərintilərdən istehsal olunan komponentlərin ömrü məhdudlaşdırıla bilər [2]. Bunun səbəblərindən biri, alüminium oksidi pulcuğunun təkrarlanan termoşok çatlaması və islah edilməsi səbəbindən pulcuq əmələ gətirən element olan alüminiumun yeraltı sahədə ərinti matrisində istehlak edilməsidir. Qalan alüminium tərkibi kritik konsentrasiyadan aşağı düşərsə, ərinti artıq qoruyucu pulcuq islah edə bilmir və bu da sürətlə böyüyən dəmir əsaslı və xrom əsaslı oksidlərin əmələ gəlməsi ilə fəlakətli parçalanma oksidləşməsinə səbəb olur [3,4]. Ətraf atmosferdən və səth oksidlərinin keçiriciliyindən asılı olaraq, bu, daha çox daxili oksidləşməni və ya nitridləşməni və yeraltı sahədə arzuolunmaz fazaların əmələ gəlməsini asanlaşdıra bilər [5]. Han və Young göstərmişlər ki, Ni Cr Al ərintilərini əmələ gətirən alüminium oksidi miqyasında, xüsusilə Al və Ti kimi güclü nitrid əmələ gətirənləri ehtiva edən ərintilərdə, hava atmosferində yüksək temperaturda istilik dövriyyəsi zamanı daxili oksidləşmə və nitridləşmənin mürəkkəb bir nümunəsi inkişaf edir [6,7]. Xrom oksidi miqyaslarının azot keçirici olduğu məlumdur və Cr2 N ya alt miqyaslı təbəqə, ya da daxili çöküntü şəklində əmələ gəlir [8,9]. Bu təsirin oksid miqyasının çatlamasına və azot üçün maneə kimi effektivliyinin azalmasına səbəb olan istilik dövriyyəsi şəraitində daha şiddətli olması gözlənilir [6]. Beləliklə, korroziya davranışı qoruyucu alüminium oksidinin əmələ gəlməsinə/saxlanılmasına səbəb olan oksidləşmə ilə AlN fazasının əmələ gəlməsi ilə ərinti matrisinin daxili nitridləşməsinə səbəb olan azotun daxil olması arasındakı rəqabətlə tənzimlənir [6,10], bu da ərinti matrisinə nisbətən AlN fazasının daha yüksək istilik genişlənməsi səbəbindən həmin bölgənin dağılmasına səbəb olur [9]. FeCrAl ərintilərini oksigen və ya H2O və ya CO2 kimi digər oksigen donorları olan atmosferlərdə yüksək temperaturlara məruz qoyduqda, oksidləşmə dominant reaksiya olur və yüksək temperaturda oksigen və ya azot üçün keçirməyən və onların ərinti matrisinə daxil olmasına qarşı qoruma təmin edən alüminium oksidi miqyası əmələ gəlir. Lakin, reduksiya atmosferinə (N2+H2) və qoruyucu alüminium oksidi miqyaslı çatlamağa məruz qaldıqda, lokal qopma oksidləşməsi qoruyucu olmayan Cr və Ferich oksidlərinin əmələ gəlməsi ilə başlayır ki, bu da azotun ferrit matrisə diffuziyası və AlN fazasının əmələ gəlməsi üçün əlverişli bir yol təmin edir [9]. Qoruyucu (4.6) azot atmosferi FeCrAl ərintilərinin sənaye tətbiqində tez-tez istifadə olunur. Məsələn, qoruyucu azot atmosferi olan istilik emalı sobalarında müqavimət qızdırıcıları FeCrAl ərintilərinin belə bir mühitdə geniş tətbiqinə nümunədir. Müəlliflər bildirirlər ki, FeCrAlY ərintilərinin oksidləşmə sürəti aşağı oksigen qismən təzyiqi olan bir atmosferdə tavlanarkən xeyli yavaş olur [11]. Tədqiqatın məqsədi (99.996%) azot (4.6) qazında (Messer® spesifikasiyalı aşınma səviyyəsi O2 + H2O < 10 ppm) tavlamanın FeCrAl ərintisinin (Kanthal AF) korroziyaya davamlılığına təsir edib-etmədiyini və bunun tavlama temperaturundan, onun dəyişməsindən (termik dövriyyə) və qızdırma sürətindən nə dərəcədə asılı olduğunu müəyyən etmək idi.