Kanthal AF मिश्र धातु 837 resistohm alchrome Y fecral मिश्र धातु

कैंथल AF एक फेरिटिक आयरन-क्रोमियम-एल्यूमीनियम मिश्र धातु (FeCrAl मिश्र धातु) है जिसका उपयोग 1300°C (2370°F) तक के तापमान पर किया जा सकता है। इस मिश्र धातु की विशेषता उत्कृष्ट ऑक्सीकरण प्रतिरोध और बहुत अच्छी रूप स्थिरता है, जिसके परिणामस्वरूप इसका जीवनकाल लंबा होता है।

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

उपकरण उद्योग में अनुप्रयोगों के उदाहरण हैं टोस्टर, हेयर ड्रायर के लिए खुले अभ्रक तत्वों में, पंखा हीटर के लिए मेन्डर आकार के तत्वों में और सिरेमिक ग्लास टॉप हीटर में फाइबर इन्सुलेट सामग्री पर खुले कुंडल तत्वों के रूप में, उबलते प्लेटों के लिए सिरेमिक हीटर में, सिरेमिक हॉब्स के साथ खाना पकाने की प्लेटों के लिए मोल्डेड सिरेमिक फाइबर पर कॉइल्स में, पंखा हीटर के लिए निलंबित कुंडल तत्वों में, रेडिएटर, संवहन हीटर के लिए निलंबित सीधे तार तत्वों में, गर्म हवा बंदूक, रेडिएटर, टम्बल ड्रायर के लिए साही तत्वों में।

सार वर्तमान अध्ययन में, 900 °C और 1200 °C पर नाइट्रोजन गैस (4.6) में तापानुशीतन के दौरान वाणिज्यिक FeCrAl मिश्रधातु (कैंथल AF) के संक्षारण तंत्र की रूपरेखा दी गई है। अलग-अलग कुल एक्सपोजर समय, हीटिंग दरों और तापानुशीतन तापमान के साथ आइसोथर्मल और थर्मो-साइक्लिक परीक्षण किए गए थे। हवा और नाइट्रोजन गैस में ऑक्सीकरण परीक्षण थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषण द्वारा किया गया था। माइक्रोस्ट्रक्चर को स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (SEM-EDX), ऑगर इलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (AES), और फोकस्ड आयन बीम (FIB-EDX) विश्लेषण द्वारा चिह्नित किया गया है। परिणाम बताते हैं कि संक्षारण की प्रगति स्थानीयकृत उपसतह नाइट्रिडेशन क्षेत्रों के गठन के माध्यम से होती है, जो AlN चरण कणों से बने होते हैं यह पाया गया कि FeCrAl मिश्र धातु का नाइट्रीकरण, कम ऑक्सीजन आंशिक दबाव के साथ नाइट्रोजन गैस में तापानुशीतन के दौरान ऑक्सीकरण की तुलना में अधिक तीव्र प्रक्रिया है और मिश्र धातु क्षरण का मुख्य कारण है।

परिचय: FeCrAl-आधारित मिश्रधातुएँ (कैंथल AF®) उच्च तापमान पर अपने उत्कृष्ट ऑक्सीकरण प्रतिरोध के लिए सुप्रसिद्ध हैं। यह उत्कृष्ट गुण सतह पर ऊष्मागतिकीय रूप से स्थिर एल्यूमिना स्केल के निर्माण से संबंधित है, जो पदार्थ को आगे ऑक्सीकरण से बचाता है [1]। उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध गुणों के बावजूद, FeCrAl-आधारित मिश्रधातुओं से निर्मित घटकों का जीवनकाल सीमित हो सकता है यदि उनके पुर्जे उच्च तापमान पर बार-बार तापीय चक्रण के संपर्क में आते हैं [2]। इसका एक कारण यह है कि स्केल बनाने वाला तत्व, एल्यूमिना, एल्यूमिना स्केल के बार-बार होने वाले तापीय-आघात दरार और पुन: निर्माण के कारण उपसतह क्षेत्र में मिश्रधातु मैट्रिक्स में भस्म हो जाता है। यदि शेष एल्यूमिना की मात्रा क्रांतिक सांद्रता से कम हो जाती है, तो मिश्रधातु सुरक्षात्मक स्केल का पुन: निर्माण नहीं कर पाती है, जिसके परिणामस्वरूप तेजी से बढ़ते लौह-आधारित और क्रोमियम-आधारित ऑक्साइडों के निर्माण से एक भयावह विखंडन ऑक्सीकरण होता है [3,4]। आसपास के वातावरण और सतही ऑक्साइडों की पारगम्यता के आधार पर, यह उपसतह क्षेत्र में आगे आंतरिक ऑक्सीकरण या नाइट्रीकरण और अवांछित प्रावस्थाओं के निर्माण को सुगम बना सकता है [5]। हान और यंग ने दिखाया है कि Ni Cr Al मिश्रधातु बनाने वाले एल्यूमिना स्केल में, वायु वातावरण में ऊंचे तापमान पर थर्मल साइक्लिंग के दौरान आंतरिक ऑक्सीकरण और नाइट्रिडेशन का एक जटिल पैटर्न विकसित होता है [6,7], खासकर उन मिश्रधातुओं में जिनमें Al और Ti जैसे मजबूत नाइट्राइड निर्माता होते हैं [4]। क्रोमियम ऑक्साइड स्केल नाइट्रोजन पारगम्य होने के लिए जाने जाते हैं, और Cr2 N या तो उप-स्केल परत के रूप में या आंतरिक अवक्षेप के रूप में बनता है [8,9]। थर्मल साइक्लिंग की स्थिति में यह प्रभाव अधिक गंभीर होने की उम्मीद की जा सकती है जो ऑक्साइड स्केल क्रैकिंग की ओर ले जाता है और नाइट्रोजन के अवरोध के रूप में इसकी प्रभावशीलता को कम करता है [6]। इस प्रकार संक्षारण व्यवहार ऑक्सीकरण के बीच प्रतिस्पर्धा द्वारा नियंत्रित होता है, जब FeCrAl मिश्र धातुओं को ऑक्सीजन या अन्य ऑक्सीजन दाताओं जैसे H2O या CO2 के साथ वातावरण में उच्च तापमान पर उजागर किया जाता है, तो ऑक्सीकरण प्रमुख प्रतिक्रिया होती है, और एल्यूमिना स्केल बनता है, जो ऊंचे तापमान पर ऑक्सीजन या नाइट्रोजन के लिए अभेद्य होता है और मिश्र धातु मैट्रिक्स में उनके घुसपैठ के खिलाफ सुरक्षा प्रदान करता है। लेकिन, अगर कमी के वातावरण (N2+H2) के संपर्क में आता है, और सुरक्षात्मक एल्यूमिना स्केल क्रैक होता है, तो गैर-सुरक्षात्मक Cr और फेरिच ऑक्साइड के गठन से एक स्थानीय ब्रेकअवे ऑक्सीकरण शुरू होता है, जो फेरिटिक मैट्रिक्स में नाइट्रोजन प्रसार और AlN चरण के गठन के लिए एक अनुकूल मार्ग प्रदान करता है [9]। सुरक्षात्मक (4.6) नाइट्रोजन वातावरण अक्सर FeCrAl मिश्र धातुओं के औद्योगिक अनुप्रयोग में लागू किया जाता है। अध्ययन का उद्देश्य यह निर्धारित करना था कि क्या (99.996%) नाइट्रोजन (4.6) गैस (मेसर® विशिष्ट अशुद्धता स्तर O2 + H2O < 10 ppm) में तापानुशीतन FeCrAl मिश्रधातु (कैंथल AF) के संक्षारण प्रतिरोध को प्रभावित करता है और यह किस हद तक तापानुशीतन तापमान, इसके परिवर्तन (थर्मल-साइक्लिंग) और तापन दर पर निर्भर करता है।