Kanthal AF Aloy 837 Resistohm Alchrome y Aleación fecral

Kanthal FA es una aleación ferrítica de hierro-cromo-aluminio (aleación fecral) para su 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 la forma, lo que resulta en una larga vida útil de los elementos.

La AF Kan-Thal se usa típicamente en elementos de calefacción eléctrica en hornos industriales y electrodomésticos.

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 Radiadores, calentadores de convección, en elementos de 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 termo-cíclicas con tiempos de exposición totales variables, tasas de calentamiento y temperaturas de recocido. La prueba de oxidación en el aire y el gas nitrógeno se llevaron a cabo mediante análisis termogravimétrico. La microestructura se caracteriza por la microscopía electrónica de barrido (SEM-EDX), la espectroscopía de electrones Auger (AES) y el análisis de haz de iones enfocado (FIB-EDX). Los resultados muestran que la progresión de la corrosión tiene lugar a través de la formación de regiones de nitridación subsuperficiales localizadas, compuestas de partículas de fase ALN, lo que reduce la actividad del aluminio y causa el fragilidad y la espalación. Los procesos de formación de nitruro de Al y el crecimiento de la escala de óxido Al dependen de la temperatura de recocido y la velocidad de calentamiento. Se descubrió que la nitridación de la aleación fecral es un proceso más rápido que la oxidación durante el recocido en un gas de 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 de oxidación superior a temperaturas elevadas. Esta excelente propiedad está relacionada con la formación de la escala de alúmina termodinámicamente estable en la superficie, que protege el material contra una oxidación adicional [1]. A pesar de las propiedades superiores de resistencia a la corrosión, la vida útil de los componentes fabricados a partir de aleaciones basadas en Fecral puede limitarse si las piezas se expusen con frecuencia al ciclo térmico a temperaturas elevadas [2]. Una de las razones de esto es que el elemento de formación de escala, aluminio, se consume en la matriz de aleación en el área subterránea debido a la repetida grieta y reforma de thock termo-shock de la escala de alúmina. Si el contenido de aluminio restante disminuye debajo de la concentración crítica, la aleación ya no puede reformar la escala de protección, lo que resulta en una oxidación de separación catastrófica mediante la formación de óxidos a base de hierro y a base de cromo en rápido crecimiento [3,4]. Dependiendo de la atmósfera circundante y la permeabilidad de los óxidos superficiales, esto puede facilitar una mayor oxidación interna o nitridación y formación de fases no deseadas en la región del subsuelo [5]. Han y Young han demostrado que en la escala de alúmina forman aleaciones de Ni cr al, se desarrolla un patrón complejo de oxidación interna y nitridación [6,7] durante el ciclo térmico a temperaturas elevadas en una atmósfera de aire, especialmente en aleaciones que contienen formadores de nitruro fuertes como Al y Ti [4]. Se sabe que las escalas de óxido de cromo son permeables a nitrógeno, y Cr2 N se forma como una capa subcala 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 la escala de óxido y reducen su efectividad como una barrera para el nitrógeno [6]. Por lo tanto, el comportamiento de la corrosión se rige por la competencia entre la oxidación, lo que conduce a la formación/mantenimiento de alúmina protectora, y la entrada de nitrógeno que conduce a la nitridación interna de la matriz de aleación mediante la formación de la fase ALN [6,10], que conduce a la espalación de esa región debido a la expansión térmica más alta de la fase ALN comparada con la matrix de aleación [9]. Al exponer las aleaciones fecrales a altas temperaturas en atmósferas con oxígeno u otros donantes de oxígeno como H2O o CO2, la oxidación es la reacción dominante y las formas de escala de alúmina, que es impermeable al oxígeno o el nitrógeno a temperaturas elevadas y proporciona protección contra su intrusión en la matriz de aleación. Pero, si se expone a la atmósfera de reducción (N2+H2) y la grieta de escala de alúmina protectora, una oxidación de separación local comienza por la formación de óxidos de Cr y Ferich no protectores, que proporcionan un camino favorable para la difusión de nitrógeno en la matriz ferrítica y la formación de la fase ALN [9]. La atmósfera protectora (4.6) de nitrógeno se aplica con frecuencia en la aplicación industrial de aleaciones fecrales. Por ejemplo, los calentadores de resistencia en hornos de tratamiento térmico con una atmósfera de nitrógeno protector son un ejemplo de la aplicación generalizada de aleaciones fecrales en dicho entorno. Los autores informan que la tasa de oxidación de las aleaciones de fecralia es considerablemente más lenta cuando se recoce en una atmósfera con bajas presiones parciales de oxígeno [11]. El objetivo del estudio fue determinar si el recocido en (99.996%) de nitrógeno (4.6) Gas (Messer® Spec. Nivel de impureza O2 + H2O <10 ppm) afecta la resistencia a la corrosión de la aleación de la aleación de fecral (Kantal AF) y en qué medida depende de la temperatura de recocido, su variación (ciclo térmico) y la tasa de calor.