कैन-थल एएफ मिश्र धातु 837 रेसिस्टॉम अल्क्रोम वाई फेक्रल मिश्र धातु

कान-थल एएफ का उपयोग आमतौर पर औद्योगिक भट्टियों और घरेलू उपकरणों में विद्युत हीटिंग तत्वों में किया जाता है।

उपकरण उद्योग में अनुप्रयोगों का उदाहरण टोस्टर, हेयर ड्रायर,फैन हीटर के लिए मेडर के आकार के तत्वों में और सेरेमिक ग्लास टॉप हीटर में फाइबर इन्सुलेटिंग सामग्री पर खुले कॉइल तत्वों के रूप में रेंज में, कुकिंग प्लेट्स के लिए सिरेमिक हीटर में, सिरेमिक स्टोव के साथ कुकिंग प्लेट्स के लिए मोल्ड सिरेमिक फाइबर पर रोल, फैन हीटर के लिए निलंबित रोल तत्वों में,रेडिएटर के लिए निलंबित सीधी तार तत्वों में, संवहन हीटर, हॉट एयर गन, रेडिएटर, टंबल ड्रायर के लिए पोर्कपीन तत्वों में।

सारांश इस अध्ययन में वाणिज्यिक FeCrAl मिश्र धातु (कान्तल AF) के 900 °C और 1200 °C पर नाइट्रोजन गैस (4.6) में annealing के दौरान संक्षारण तंत्र की रूपरेखा दी गई है।अलग-अलग कुल एक्सपोजर समय के साथ आइसोथर्मल और थर्मो-साइक्लिक परीक्षणहवा और नाइट्रोजन गैस में ऑक्सीकरण परीक्षण थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषण द्वारा किया गया।सूक्ष्म संरचना स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (SEM-EDX) द्वारा विशेषता है, ऑगर इलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (एईएस), और केंद्रित आयन बीम (एफआईबी-ईडीएक्स) विश्लेषण।परिणामों से पता चलता है कि संक्षारण की प्रगति स्थानीय सतह के नीचे नाइट्रिडेशन क्षेत्रों के गठन के माध्यम से होती है, AlN चरण कणों से बना है, जो एल्यूमीनियम गतिविधि को कम करता है और भ्रूण और स्पैलेशन का कारण बनता है।अल-नाइट्राइड के गठन और अल-ऑक्साइड स्केल वृद्धि की प्रक्रियाएं एनीलिंग तापमान और हीटिंग दर पर निर्भर करती हैं. 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.

परिचय FeCrAl पर आधारित मिश्र धातुएं (Kanthal AF ®) उच्च तापमान पर अपने उत्कृष्ट ऑक्सीकरण प्रतिरोध के लिए प्रसिद्ध हैं।यह उत्कृष्ट गुण सतह पर थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर एल्युमिनियम स्केल के गठन से संबंधित है, जो सामग्री को आगे के ऑक्सीकरण से बचाता है [1] उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध गुणों के बावजूद,FeCrAl आधारित मिश्र धातुओं से निर्मित घटकों का जीवनकाल सीमित हो सकता है यदि भागों को अक्सर ऊष्मा चक्र के संपर्क में लाया जाता है उच्च तापमान पर [2]इसका एक कारण यह है कि स्केल बनाने वाला तत्व, एल्यूमीनियम,एल्यूमिना स्केल के बार-बार थर्मो-शॉक क्रैकिंग और रीफॉर्मिंग के कारण उपसतह क्षेत्र में मिश्र धातु मैट्रिक्स में खपत होती हैयदि शेष एल्यूमीनियम सामग्री महत्वपूर्ण एकाग्रता से नीचे गिर जाती है, तो मिश्र धातु अब सुरक्षात्मक पैमाने को सुधार नहीं सकती है,जिसके परिणामस्वरूप तेजी से बढ़ते लोहे आधारित और क्रोमियम आधारित ऑक्साइडों के गठन से एक विनाशकारी ब्रेकआउट ऑक्सीकरण होता है [3,4].आसपास के वातावरण और सतह ऑक्साइड की पारगम्यता के आधार पर यह आंतरिक ऑक्सीकरण या नाइट्रिडेशन और अवांछित चरणों के गठन को सुगम बना सकता है [5]हान और यंग ने दिखाया है कि एल्यूमिनियम स्केल में NiCrAl मिश्र धातुओं का निर्माण करते हुए आंतरिक ऑक्सीकरण और नाइट्रिडेशन का एक जटिल पैटर्न विकसित होता है [6,7] हवा के वातावरण में उच्च तापमान पर थर्मल चक्र के दौरान, विशेष रूप से उन मिश्र धातुओं में जिनमें Al और Ti जैसे मजबूत नाइट्राइड बनाने वाले होते हैं [4] क्रोमियम ऑक्साइड स्केल्स नाइट्रोजन पारगम्य होने के लिए जाने जाते हैं,और Cr2 N या तो एक उप-स्केल परत के रूप में या आंतरिक अवसाद के रूप में बनता है [8, 9) यह प्रभाव थर्मल साइकिल की स्थितियों में अधिक गंभीर होने की उम्मीद की जा सकती है जिससे ऑक्साइड स्केल क्रैकिंग होती है और नाइट्रोजन के लिए बाधा के रूप में इसकी प्रभावशीलता कम हो जाती है [6].इस प्रकार संक्षारण व्यवहार ऑक्सीकरण के बीच प्रतिस्पर्धा द्वारा शासित है, जिससे सुरक्षात्मक एल्युमिना गठन/रखरखाव होता है, और नाइट्रोजन प्रवेश जिससे एलएन चरण के गठन द्वारा मिश्र धातु मैट्रिक्स के आंतरिक नाइट्रिडेशन की ओर जाता है [6,10],जो मिश्र धातु मैट्रिक्स की तुलना में AlN चरण के उच्चतम थर्मल विस्तार के कारण उस क्षेत्र के स्पैलेशन का कारण बनता है [9]ऑक्सीजन या अन्य ऑक्सीजन दाताओं जैसे H2O या CO2 के साथ वायुमंडल में उच्च तापमान पर FeCrAl मिश्र धातुओं के संपर्क में आने पर, ऑक्सीकरण प्रमुख प्रतिक्रिया है, और एल्यूमिनियम स्केल के रूप में,जो उच्च तापमान पर ऑक्सीजन या नाइट्रोजन के लिए अछूता है और मिश्र धातु मैट्रिक्स में उनके घुसपैठ के खिलाफ सुरक्षा प्रदान करता हैलेकिन, यदि कमी वातावरण (N2 + H2) और सुरक्षात्मक एल्यूमिनियम स्केल दरार के संपर्क में आते हैं, तो गैर सुरक्षात्मक Cr और Ferich ऑक्साइड के गठन से एक स्थानीय ब्रेकआउट ऑक्सीकरण शुरू होता है,जो फेरीटिक मैट्रिक्स में नाइट्रोजन प्रसार और AlN चरण के गठन के लिए एक अनुकूल मार्ग प्रदान करते हैं [9]सुरक्षा (4.6) नाइट्रोजन वायुमंडल का उपयोग अक्सर FeCrAl मिश्र धातुओं के औद्योगिक अनुप्रयोगों में किया जाता है।एक सुरक्षात्मक नाइट्रोजन वातावरण के साथ गर्मी उपचार भट्टियों में प्रतिरोध हीटर इस तरह के वातावरण में FeCrAl मिश्र धातुओं के व्यापक अनुप्रयोग का एक उदाहरण हैंलेखकों की रिपोर्ट है कि FeCrAlY मिश्र धातुओं की ऑक्सीकरण दर कम ऑक्सीजन आंशिक दबाव वाले वातावरण में annealing के दौरान काफी धीमी है [11]।अध्ययन का उद्देश्य यह निर्धारित करना था कि क्या (99.996%) नाइट्रोजन गैस (4.6) (Messer® spec. impurity level O2 + H2O < 10 ppm) FeCrAl मिश्र धातु (Kanthal AF) के संक्षारण प्रतिरोध को प्रभावित करती है और यह किस हद तक एनीलिंग तापमान पर निर्भर करती है,इसकी भिन्नता (थर्मल-साइक्लिंग), और हीटिंग दर।