Aleación Kanthal AF 837 resistohm alcromo Y aleación fecral

Kanthal AF es una aleación ferrítica de hierro, cromo y aluminio (aleación FeCrAl) para uso a temperaturas de hasta 1300 °C (2370 °F). La aleación se caracteriza por una excelente resistencia a la oxidación y una muy buena estabilidad de forma, lo que da como resultado una larga vida útil del elemento.

Kan-thal AF se utiliza normalmente en elementos calefactores eléctricos en hornos industriales y electrodomésticos.

Ejemplos de aplicaciones en la industria de electrodomésticos son elementos de mica abiertos para tostadoras, secadores de pelo, elementos en forma de meandro para calentadores de ventilador y como elementos de serpentín abierto sobre material aislante de fibra en calentadores superiores de vidrio cerámico en cocinas, en calentadores cerámicos para placas de ebullición, serpentines. sobre fibra cerámica moldeada para placas de cocción con placas vitrocerámicas, en elementos suspendidos de serpentín para termoventiladores, en elementos suspendidos de alambre recto para radiadores, calentadores de convección, en elementos puercoespín para pistolas de aire caliente, radiadores, secadoras.

Resumen En el presente estudio, se describe el mecanismo de corrosión de la aleación comercial FeCrAl (Kanthal AF) durante el recocido en gas nitrógeno (4.6) a 900 °C y 1200 °C. Se realizaron pruebas isotérmicas y termocíclicas con diferentes tiempos totales de exposición, velocidades de calentamiento y temperaturas de recocido. Las pruebas de oxidación en aire y nitrógeno gaseoso se realizaron mediante análisis termogravimétrico. La microestructura se caracteriza mediante microscopía electrónica de barrido (SEM-EDX), espectroscopia electrónica Auger (AES) y análisis de haz de iones enfocado (FIB-EDX). Los resultados muestran que la progresión de la corrosión se produce mediante la formación de regiones de nitruración localizadas en el subsuelo, compuestas por partículas en fase AlN, lo que reduce la actividad del aluminio y provoca fragilidad y espalación. Los procesos de formación de nitruro de Al y crecimiento de incrustaciones de óxido de Al dependen de la temperatura de recocido y la velocidad de calentamiento. Se encontró que la nitruración de la aleación FeCrAl es un proceso más rápido que la oxidación durante el recocido en gas nitrógeno con baja presión parcial de oxígeno y representa la principal causa de degradación de la aleación.

Introducción Las aleaciones basadas en FeCrAl (Kanthal AF ®) son bien conocidas por su resistencia superior a la oxidación a temperaturas elevadas. Esta excelente propiedad está relacionada con la formación de incrustaciones de alúmina termodinámicamente estables en la superficie, que protegen el material contra una mayor oxidación [1]. A pesar de las propiedades superiores de resistencia a la corrosión, la vida útil de los componentes fabricados con aleaciones basadas en FeCrAl puede verse limitada si las piezas se exponen con frecuencia a ciclos térmicos a temperaturas elevadas [2]. Una de las razones de esto es que el elemento formador de incrustaciones, el aluminio, se consume en la matriz de aleación en el área del subsuelo debido al repetido craqueo por choque térmico y al reformado de las incrustaciones de alúmina. Si el contenido de aluminio restante disminuye por debajo de la concentración crítica, la aleación ya no puede reformar la escala protectora, lo que resulta en una oxidación catastrófica por ruptura mediante la formación de óxidos a base de hierro y de cromo de rápido crecimiento [3,4]. Dependiendo de la atmósfera circundante y la permeabilidad de los óxidos de la superficie, esto puede facilitar una mayor oxidación o nitruración interna y la formación de fases no deseadas en la región del subsuelo [5]. Han y Young han demostrado que en las incrustaciones de alúmina que forman aleaciones de Ni Cr Al, se desarrolla un patrón complejo de oxidación interna y nitruración [6,7] durante el ciclo térmico a temperaturas elevadas en una atmósfera de aire, especialmente en aleaciones que contienen fuertes formadores de nitruros como Al. y Ti [4]. Se sabe que las incrustaciones de óxido de cromo son permeables al nitrógeno y el Cr2 N se forma como una capa subincrustante o como precipitado interno [8,9]. Se puede esperar que este efecto sea más severo en condiciones de ciclo térmico que conducen al agrietamiento de las incrustaciones de óxido y reducen su efectividad como barrera al nitrógeno [6]. Por lo tanto, el comportamiento de la corrosión se rige por la competencia entre la oxidación, que conduce a la formación/mantenimiento protector de alúmina, y el ingreso de nitrógeno que conduce a la nitruración interna de la matriz de aleación mediante la formación de la fase AlN [6,10], que conduce a la espalación de la aleación. esa región debido a una mayor expansión térmica de la fase AlN en comparación con la matriz de aleación [9]. Cuando se exponen aleaciones de FeCrAl a altas temperaturas en atmósferas con oxígeno u otros donantes de oxígeno como H2O o CO2, la oxidación es la reacción dominante y se forman incrustaciones de alúmina, que son impermeables al oxígeno o al nitrógeno a temperaturas elevadas y brindan protección contra su intrusión en el matriz de aleación. Pero, si se expone a una atmósfera reductora (N2+H2) y a una grieta protectora de incrustaciones de alúmina, se inicia una oxidación de ruptura local mediante la formación de óxidos de Cr y Ferich no protectores, que proporcionan un camino favorable para la difusión de nitrógeno hacia la matriz ferrítica y la formación. de la fase AlN [9]. La atmósfera protectora de nitrógeno (4.6) se utiliza frecuentemente en la aplicación industrial de aleaciones FeCrAl. Por ejemplo, los calentadores de resistencia en hornos de tratamiento térmico con una atmósfera protectora de nitrógeno son un ejemplo de la aplicación generalizada de aleaciones de FeCrAl en dicho entorno. Los autores informan que la velocidad de oxidación de las aleaciones FeCrAlY es considerablemente más lenta cuando se recocen en una atmósfera con bajas presiones parciales de oxígeno [11]. El objetivo del estudio fue determinar si el recocido en (99,996%) gas nitrógeno (4,6) (nivel de impureza específico de Messer® O2 + H2O < 10 ppm) afecta la resistencia a la corrosión de la aleación FeCrAl (Kanthal AF) y en qué medida depende de la temperatura de recocido, su variación (ciclado térmico) y la velocidad de calentamiento.