Paduan Kanthal AF 837 resistohm alchrome Y paduan fekral

Kanthal AF adalah paduan besi-kromium-aluminium feritik (paduan FeCrAl) untuk digunakan pada suhu hingga 1300°C (2370°F). Paduan ini memiliki ciri ketahanan oksidasi yang sangat baik dan stabilitas bentuk yang sangat baik sehingga menghasilkan umur elemen yang panjang.

Kan-thal AF biasanya digunakan pada elemen pemanas listrik di tungku industri dan peralatan rumah tangga.

Contoh penerapannya dalam industri perkakas adalah elemen mika terbuka untuk pemanggang roti, pengering rambut, elemen berbentuk berliku-liku untuk pemanas kipas dan sebagai elemen koil terbuka pada bahan isolasi serat pada pemanas atas kaca keramik dalam rentang, pada pemanas keramik untuk pelat didih, koil pada serat keramik cetakan untuk piring masak dengan kompor keramik, pada elemen kumparan gantung untuk pemanas kipas, pada elemen kawat lurus gantung untuk radiator, pemanas konveksi, pada elemen landak untuk senapan angin panas, radiator, mesin pengering.

Abstrak Dalam penelitian ini, mekanisme korosi paduan FeCrAl komersial (Kanthal AF) selama anil dalam gas nitrogen (4.6) pada 900 °C dan 1200 °C diuraikan. Uji isotermal dan termosiklik dengan total waktu pemaparan, laju pemanasan, dan suhu anil yang bervariasi dilakukan. Uji oksidasi pada udara dan gas nitrogen dilakukan dengan analisis termogravimetri. Struktur mikro dikarakterisasi dengan pemindaian mikroskop elektron (SEM-EDX), spektroskopi elektron Auger (AES), dan analisis berkas ion terfokus (FIB-EDX). Hasilnya menunjukkan bahwa perkembangan korosi terjadi melalui pembentukan daerah nitridasi bawah permukaan yang terlokalisasi, terdiri dari partikel fase AlN, yang mengurangi aktivitas aluminium dan menyebabkan penggetasan dan spalasi. Proses pembentukan Al-nitrida dan pertumbuhan kerak Al-oksida bergantung pada suhu anil dan laju pemanasan. Ditemukan bahwa nitridasi paduan FeCrAl adalah proses yang lebih cepat daripada oksidasi selama anil dalam gas nitrogen dengan tekanan parsial oksigen rendah dan merupakan penyebab utama degradasi paduan.

Pendahuluan Paduan berbasis FeCrAl (Kanthal AF ®) terkenal karena ketahanan oksidasinya yang unggul pada suhu tinggi. Sifat luar biasa ini terkait dengan pembentukan kerak alumina yang stabil secara termodinamika di permukaan, yang melindungi material terhadap oksidasi lebih lanjut [1]. Meskipun memiliki sifat ketahanan korosi yang unggul, masa pakai komponen yang dibuat dari paduan berbasis FeCrAl dapat dibatasi jika bagian tersebut sering terkena siklus termal pada suhu tinggi [2]. Salah satu alasannya adalah elemen pembentuk kerak, aluminium, dikonsumsi dalam matriks paduan di area bawah permukaan karena perengkahan termo-shock yang berulang dan pembentukan kembali kerak alumina. Jika kandungan aluminium yang tersisa menurun di bawah konsentrasi kritis, paduan tersebut tidak dapat lagi membentuk kerak pelindung, yang mengakibatkan terjadinya oksidasi yang memisahkan diri melalui pembentukan oksida berbasis besi dan oksida berbasis kromium yang berkembang pesat [3,4]. Tergantung pada atmosfer sekitarnya dan permeabilitas oksida permukaan, hal ini dapat memfasilitasi oksidasi internal atau nitridasi lebih lanjut dan pembentukan fase yang tidak diinginkan di wilayah bawah permukaan [5]. Han dan Young telah menunjukkan bahwa dalam skala alumina yang membentuk paduan Ni Cr Al, pola kompleks oksidasi internal dan nitridasi berkembang [6,7] selama siklus termal pada suhu tinggi di atmosfer udara, terutama pada paduan yang mengandung pembentuk nitrida kuat seperti Al. dan Ti [4]. Skala kromium oksida diketahui bersifat permeabel terhadap nitrogen, dan Cr2 N terbentuk sebagai lapisan sub-skala atau sebagai endapan internal [8,9]. Efek ini diperkirakan akan menjadi lebih parah pada kondisi siklus termal yang menyebabkan retaknya kerak oksida dan mengurangi efektivitasnya sebagai penghalang nitrogen [6]. Perilaku korosi diatur oleh persaingan antara oksidasi, yang mengarah pada pembentukan/pemeliharaan alumina pelindung, dan masuknya nitrogen yang menyebabkan nitridasi internal matriks paduan dengan pembentukan fase AlN [6,10], yang mengarah pada spalasi. wilayah tersebut karena ekspansi termal yang lebih tinggi dari fase AlN dibandingkan dengan matriks paduan [9]. Saat paduan FeCrAl terpapar pada suhu tinggi di atmosfer dengan oksigen atau donor oksigen lain seperti H2O atau CO2, oksidasi adalah reaksi yang mendominasi, dan terbentuk kerak alumina, yang kedap terhadap oksigen atau nitrogen pada suhu tinggi dan memberikan perlindungan terhadap intrusinya ke dalam atmosfer. matriks paduan. Namun, jika terkena atmosfer reduksi (N2+H2), dan retakan kerak alumina pelindung, oksidasi lokal yang memisahkan diri dimulai dengan pembentukan oksida Cr dan Ferich non-pelindung, yang memberikan jalur yang menguntungkan bagi difusi nitrogen ke dalam matriks feritik dan pembentukan. fase AlN [9]. Atmosfer nitrogen pelindung (4.6) sering diterapkan dalam aplikasi industri paduan FeCrAl. Misalnya, pemanas resistansi dalam tungku perlakuan panas dengan atmosfer nitrogen pelindung adalah contoh penerapan luas paduan FeCrAl dalam lingkungan seperti itu. Para penulis melaporkan bahwa laju oksidasi paduan FeCrAlY jauh lebih lambat ketika anil di atmosfer dengan tekanan parsial oksigen rendah [11]. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menentukan apakah anil dalam gas nitrogen (4,6) (99,996%) (tingkat pengotor spesifikasi Messer® O2 + H2O < 10 ppm) mempengaruhi ketahanan korosi paduan FeCrAl (Kanthal AF) dan sejauh mana hal ini tergantung pada suhu anil, variasinya (siklus termal), dan laju pemanasan.