കാന്തൽ എഎഫ് അലോയ് 837 റെസിസ്റ്റോം ആൽക്രോം വൈ ഫെക്രൽ അലോയ്

1300°C (2370°F) വരെയുള്ള താപനിലയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു ഫെറിറ്റിക് ഇരുമ്പ്-ക്രോമിയം-അലൂമിനിയം അലോയ് (FeCrAl അലോയ്) ആണ് കാന്താൾ AF. മികച്ച ഓക്‌സിഡേഷൻ പ്രതിരോധവും വളരെ നല്ല ഫോം സ്ഥിരതയുമാണ് അലോയ്‌യുടെ സവിശേഷത, ഇത് മൂലകങ്ങളുടെ ദീർഘകാല ജീവിതത്തിന് കാരണമാകുന്നു.

വ്യാവസായിക ചൂളകളിലെയും വീട്ടുപകരണങ്ങളിലെയും ഇലക്ട്രിക്കൽ ഹീറ്റിംഗ് ഘടകങ്ങളിൽ കാൻ-താൽ AF സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ടോസ്റ്ററുകൾ, ഹെയർ ഡ്രയർ, ഫാൻ ഹീറ്ററുകൾക്കുള്ള മെൻഡർ ആകൃതിയിലുള്ള മൂലകങ്ങൾ, സെറാമിക് ഗ്ലാസ് ടോപ്പ് ഹീറ്ററുകളിലെ ഫൈബർ ഇൻസുലേറ്റിംഗ് മെറ്റീരിയലിലെ ഓപ്പൺ കോയിൽ ഘടകങ്ങൾ, തിളപ്പിക്കുന്ന പ്ലേറ്റുകൾ, കോയിലുകൾ എന്നിവയ്ക്കുള്ള സെറാമിക് ഹീറ്ററുകൾ എന്നിവയാണ് അപ്ലയൻസ് വ്യവസായത്തിലെ ആപ്ലിക്കേഷനുകളുടെ ഉദാഹരണം. സെറാമിക് ഹോബുകളുള്ള പാചക പ്ലേറ്റുകൾക്കായി വാർത്തെടുത്ത സെറാമിക് ഫൈബറിൽ, ഫാൻ ഹീറ്ററുകൾക്കുള്ള സസ്പെൻഡ് ചെയ്ത കോയിൽ ഘടകങ്ങളിൽ, റേഡിയറുകൾക്കുള്ള സസ്പെൻഡ് ചെയ്ത സ്ട്രെയ്റ്റ് വയർ ഘടകങ്ങളിൽ, സംവഹന ഹീറ്ററുകളിൽ, ഹോട്ട് എയർ ഗണ്ണുകൾക്കുള്ള പോർക്കുപൈൻ ഘടകങ്ങളിൽ, റേഡിയറുകൾ, ടംബിൾ ഡ്രയറുകൾ.

സംഗ്രഹം നിലവിലെ പഠനത്തിൽ, നൈട്രജൻ വാതകത്തിൽ (4.6) 900 °C ലും 1200 °C ലും അനീലിംഗ് സമയത്ത് വാണിജ്യ FeCrAl അലോയ് (കാന്തൽ AF) യുടെ കോറഷൻ മെക്കാനിസം രൂപപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു. വ്യത്യസ്‌തമായ മൊത്തം എക്‌സ്‌പോഷർ സമയങ്ങൾ, ചൂടാക്കൽ നിരക്കുകൾ, അനീലിംഗ് താപനിലകൾ എന്നിവയുള്ള ഐസോതെർമൽ, തെർമോ-സൈക്ലിക് പരിശോധനകൾ നടത്തി. തെർമോഗ്രാവിമെട്രിക് വിശകലനത്തിലൂടെ വായുവിലും നൈട്രജൻ വാതകത്തിലും ഓക്സിഡേഷൻ പരിശോധന നടത്തി. ഇലക്‌ട്രോൺ മൈക്രോസ്‌കോപ്പി (SEM-EDX), ഓഗർ ഇലക്‌ട്രോൺ സ്പെക്‌ട്രോസ്‌കോപ്പി (AES), ഫോക്കസ് ചെയ്‌ത അയോൺ ബീം (FIB-EDX) വിശകലനം എന്നിവ സ്‌കാനിംഗ് ചെയ്യുന്നതാണ് മൈക്രോസ്ട്രക്ചറിൻ്റെ സവിശേഷത. AlN ഫേസ് കണികകൾ അടങ്ങിയ, പ്രാദേശികവൽക്കരിച്ച ഭൂഗർഭ നൈട്രിഡേഷൻ പ്രദേശങ്ങളുടെ രൂപീകരണത്തിലൂടെയാണ് നാശത്തിൻ്റെ പുരോഗതി സംഭവിക്കുന്നതെന്ന് ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു, ഇത് അലുമിനിയം പ്രവർത്തനം കുറയ്ക്കുകയും പൊട്ടലും സ്‌പല്ലേഷനും ഉണ്ടാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. അൽ-നൈട്രൈഡ് രൂപീകരണത്തിൻ്റെയും അൽ-ഓക്സൈഡ് സ്കെയിൽ വളർച്ചയുടെയും പ്രക്രിയകൾ അനിയലിംഗ് താപനിലയെയും ചൂടാക്കൽ നിരക്കിനെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. കുറഞ്ഞ ഓക്സിജൻ ഭാഗിക മർദ്ദമുള്ള നൈട്രജൻ വാതകത്തിൽ അനീലിംഗ് സമയത്ത് ഓക്സിഡേഷനേക്കാൾ വേഗത്തിലുള്ള പ്രക്രിയയാണ് FeCrAl അലോയ് നൈട്രൈഡേഷൻ എന്ന് കണ്ടെത്തി, ഇത് അലോയ് നശീകരണത്തിൻ്റെ പ്രധാന കാരണമാണ്.

ആമുഖം FeCrAl - അധിഷ്ഠിത അലോയ്കൾ (കാന്തൽ AF ®) ഉയർന്ന താപനിലയിൽ അവയുടെ മികച്ച ഓക്സിഡേഷൻ പ്രതിരോധത്തിന് പേരുകേട്ടതാണ്. ഈ മികച്ച ഗുണം ഉപരിതലത്തിൽ തെർമോഡൈനാമിക് സ്ഥിരതയുള്ള അലുമിന സ്കെയിലിൻ്റെ രൂപീകരണവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, ഇത് കൂടുതൽ ഓക്സിഡേഷനിൽ നിന്ന് മെറ്റീരിയലിനെ സംരക്ഷിക്കുന്നു [1]. ഉയർന്ന നാശന പ്രതിരോധ ഗുണങ്ങൾ ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, ഉയർന്ന താപനിലയിൽ താപ സൈക്ലിങ്ങിൽ ഭാഗങ്ങൾ ഇടയ്ക്കിടെ തുറന്നുകാട്ടപ്പെടുകയാണെങ്കിൽ, FeCrAl അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള അലോയ്കളിൽ നിന്ന് നിർമ്മിക്കുന്ന ഘടകങ്ങളുടെ ആയുസ്സ് പരിമിതപ്പെടുത്താം [2]. ഇതിൻ്റെ ഒരു കാരണം, ആവർത്തിച്ചുള്ള തെർമോ-ഷോക്ക് ക്രാക്കിംഗും അലുമിന സ്കെയിലിൻ്റെ പരിഷ്കരണവും കാരണം സ്കെയിൽ രൂപീകരണ മൂലകമായ അലുമിനിയം, ഭൂഗർഭ പ്രദേശത്തെ അലോയ് മാട്രിക്സിൽ ഉപഭോഗം ചെയ്യപ്പെടുന്നു എന്നതാണ്. ശേഷിക്കുന്ന അലുമിനിയം ഉള്ളടക്കം നിർണ്ണായക സാന്ദ്രതയ്ക്ക് താഴെയായി കുറയുകയാണെങ്കിൽ, അലോയ്ക്ക് സംരക്ഷണ സ്കെയിൽ പരിഷ്കരിക്കാൻ കഴിയില്ല, ഇത് അതിവേഗം വളരുന്ന ഇരുമ്പ് അധിഷ്ഠിതവും ക്രോമിയം അധിഷ്ഠിത ഓക്സൈഡുകളും [3,4] രൂപപ്പെടുന്നതിലൂടെ ഒരു വിനാശകരമായ ബ്രേക്ക്അവേ ഓക്സീകരണത്തിന് കാരണമാകുന്നു. ചുറ്റുമുള്ള അന്തരീക്ഷത്തെയും ഉപരിതല ഓക്സൈഡുകളുടെ പ്രവേശനക്ഷമതയെയും ആശ്രയിച്ച്, ഇത് കൂടുതൽ ആന്തരിക ഓക്സിഡേഷൻ അല്ലെങ്കിൽ നൈട്രൈഡേഷനും ഭൂഗർഭ മേഖലയിൽ അനാവശ്യ ഘട്ടങ്ങളുടെ രൂപീകരണവും സുഗമമാക്കും [5]. Ni Cr Al അലോയ്‌കൾ രൂപപ്പെടുന്ന അലുമിന സ്കെയിലിൽ, അന്തരീക്ഷത്തിലെ ഉയർന്ന താപനിലയിൽ താപ സൈക്ലിംഗ് സമയത്ത്, പ്രത്യേകിച്ച് Al പോലുള്ള ശക്തമായ നൈട്രൈഡ് രൂപങ്ങൾ അടങ്ങിയ ലോഹസങ്കരങ്ങളിൽ, ആന്തരിക ഓക്‌സിഡേഷൻ്റെയും നൈട്രിഡേഷൻ്റെയും സങ്കീർണ്ണമായ പാറ്റേൺ വികസിക്കുന്നു [6,7] എന്ന് ഹാനും യംഗും തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്. ടിയും [4]. ക്രോമിയം ഓക്സൈഡ് സ്കെയിലുകൾ നൈട്രജൻ പെർമിബിൾ ആണെന്ന് അറിയപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ Cr2 N ഒരു ഉപ-സ്കെയിൽ പാളിയായോ അല്ലെങ്കിൽ ആന്തരിക അവശിഷ്ടമായോ രൂപപ്പെടുന്നു [8,9]. തെർമൽ സൈക്ലിംഗ് സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഈ പ്രഭാവം കൂടുതൽ തീവ്രമാകുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കാം, ഇത് ഓക്സൈഡ് സ്കെയിൽ വിള്ളലിലേക്ക് നയിക്കുകയും നൈട്രജൻ്റെ തടസ്സമായി അതിൻ്റെ ഫലപ്രാപ്തി കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു [6]. അങ്ങനെ, ഓക്സിഡേഷൻ തമ്മിലുള്ള മത്സരമാണ് കോറഷൻ സ്വഭാവം നിയന്ത്രിക്കുന്നത്, ഇത് സംരക്ഷിത അലുമിന രൂപീകരണത്തിനും/പരിപാലനത്തിനും കാരണമാകുന്നു, നൈട്രജൻ പ്രവേശനം, AlN ഘട്ടം [6,10] രൂപീകരിക്കുന്നതിലൂടെ അലോയ് മാട്രിക്സിൻ്റെ ആന്തരിക നൈട്രിഡേഷനിലേക്ക് നയിക്കുന്നു, ഇത് സ്പാലേഷനിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. അലോയ് മാട്രിക്സുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ AlN ഘട്ടത്തിൻ്റെ ഉയർന്ന താപ വികാസം കാരണം ആ പ്രദേശം [9]. ഓക്സിജനോ H2O അല്ലെങ്കിൽ CO2 പോലെയുള്ള മറ്റ് ഓക്സിജൻ ദാതാക്കളോ ഉള്ള അന്തരീക്ഷത്തിൽ ഉയർന്ന താപനിലയിൽ FeCrAl അലോയ്കൾ തുറന്നുകാട്ടുമ്പോൾ, ഓക്സിഡേഷൻ പ്രബലമായ പ്രതിപ്രവർത്തനമാണ്, കൂടാതെ ഉയർന്ന താപനിലയിൽ ഓക്സിജനോ നൈട്രജനോ പ്രവേശിക്കാൻ കഴിയാത്തതും അലുമിന സ്കെയിൽ രൂപങ്ങളുമാണ്. അലോയ് മാട്രിക്സ്. പക്ഷേ, റിഡക്ഷൻ അന്തരീക്ഷത്തിലും (N2+H2) സംരക്ഷിത അലുമിന സ്കെയിൽ വിള്ളലിലും സമ്പർക്കം പുലർത്തുകയാണെങ്കിൽ, സംരക്ഷിതമല്ലാത്ത Cr, Ferich ഓക്സൈഡുകൾ എന്നിവയുടെ രൂപീകരണത്തിലൂടെ ഒരു പ്രാദേശിക ബ്രേക്ക്അവേ ഓക്സിഡേഷൻ ആരംഭിക്കുന്നു, ഇത് ഫെറിറ്റിക് മാട്രിക്സിലേക്കും രൂപീകരണത്തിലേക്കും നൈട്രജൻ വ്യാപനത്തിന് അനുകൂലമായ പാത നൽകുന്നു. AlN ഘട്ടത്തിൻ്റെ [9]. FeCrAl അലോയ്സിൻ്റെ വ്യാവസായിക പ്രയോഗത്തിൽ സംരക്ഷിത (4.6) നൈട്രജൻ അന്തരീക്ഷം പതിവായി പ്രയോഗിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു സംരക്ഷിത നൈട്രജൻ അന്തരീക്ഷമുള്ള ചൂട് ശുദ്ധീകരണ ചൂളകളിലെ പ്രതിരോധ ഹീറ്ററുകൾ അത്തരമൊരു പരിതസ്ഥിതിയിൽ FeCrAl അലോയ്കളുടെ വ്യാപകമായ പ്രയോഗത്തിൻ്റെ ഉദാഹരണമാണ്. കുറഞ്ഞ ഓക്സിജൻ ഭാഗിക മർദ്ദമുള്ള അന്തരീക്ഷത്തിൽ അനീലിംഗ് ചെയ്യുമ്പോൾ FeCrAlY അലോയ്കളുടെ ഓക്സിഡേഷൻ നിരക്ക് വളരെ സാവധാനത്തിലാണെന്ന് രചയിതാക്കൾ റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യുന്നു [11]. (99.996%) നൈട്രജൻ (4.6) വാതകം (Messer® സ്പെക് അനീലിംഗ് താപനില, അതിൻ്റെ വ്യതിയാനം (താപ-സൈക്ലിംഗ്), ചൂടാക്കൽ നിരക്ക് എന്നിവയിൽ.