Alliage Kanthal Af 837 alchrome résistant

Kanthal AF est un alliage ferritique de chrome-aluminium ferritique (alliage fédéral) pour une utilisation à des températures allant jusqu'à 1300 ° C (2370 ° F). L'alliage est caractérisé par une excellente résistance à l'oxydation et une très bonne stabilité de forme entraînant une durée de vie à long terme.

L'AF Kan-Thal est généralement utilisé dans les éléments de chauffage électrique dans les fours industriels et les appareils domestiques.

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 Radiateurs, radiateurs de convection, en éléments de porc-épic pour pistolets à air chaud, radiateurs, sèche-linge.

Résumé Dans la présente étude, le mécanisme de corrosion de l'alliage fédéral commercial (Kanthal AF) pendant le recuit dans l'azote gazeux (4,6) à 900 ° C et 1200 ° C est décrit. Des tests isothermes et thermo-cycliques avec des temps d'exposition totale variables, des taux de chauffage et des températures de recuit ont été effectués. Le test d'oxydation dans l'air et l'azote a été effectué par analyse thermogravimétrique. La microstructure est caractérisée par la microscopie électronique à balayage (SEM-EDX), la spectroscopie d'électrons AUGER (AES) et l'analyse focale du faisceau d'ions (FIB-EDX). Les résultats montrent que la progression de la corrosion se déroule par la formation de régions de nitridation souterraine localisées, composées de particules de phase ALN, ce qui réduit l'activité en aluminium et provoque une fragilisation et une spallation. Les processus de formation d'al-nitrure et de croissance de l'échelle d'oxyde dépendent de la température de recuit et du taux de chauffage. Il a été constaté que la nitridation de l'alliage fédéral est un processus plus rapide que l'oxydation pendant le recuit dans un gaz d'azote avec une faible pression partielle d'oxygène et représente la principale cause de dégradation de l'alliage.

Introduction Les alliages basés sur Fecral (Kanthal AF ®) sont bien connus pour leur résistance d'oxydation supérieure à des températures élevées. Cette excellente propriété est liée à la formation d'une échelle d'alumine thermodynamiquement stable à la surface, ce qui protège le matériau contre l'oxydation supplémentaire [1]. Malgré des propriétés de résistance à la corrosion supérieures, la durée de vie des composants fabriqués à partir d'alliages à base de fécondes peut être limité si les pièces sont fréquemment exposées au cyclisme thermique à des températures élevées [2]. L'une des raisons à cela est que l'élément de formation d'échelle, l'aluminium, est consommé dans la matrice d'alliage dans la zone souterraine en raison de la fissure et de la réforme répétées de l'échelle de l'alumine. Si la teneur en aluminium restante diminue sous une concentration critique, l'alliage ne peut plus réformer l'échelle de protection, entraînant une oxydation catastrophique d'éclatement par la formation d'oxydes de fer à base de fer et à base de chrome [3,4]. Selon l'atmosphère environnante et la perméabilité des oxydes de surface, cela peut faciliter l'oxydation ou la nitridation interne supplémentaire et la formation de phases indésirables dans la région souterraine [5]. Han et Young ont montré que dans l'échelle d'alumine, formant des alliages Ni Cr al, un schéma complexe d'oxydation interne et de nitridation se développe [6,7] pendant le cyclisme thermique à des températures élevées dans une atmosphère aérienne, en particulier dans les alliages qui contiennent des formeurs de nitrure forts comme Al et Ti [4]. Les échelles d'oxyde de chrome sont connues pour être perméable à l'azote, et Cr2 N se forme soit sous forme de couche de sous-échelle, soit comme précipité interne [8,9]. On peut s'attendre à ce que cet effet soit plus sévère dans des conditions de cyclisme thermique qui conduisent à la fissuration à l'échelle de l'oxyde et à la réduction de son efficacité en tant que barrière à l'azote [6]. Le comportement de corrosion est ainsi régi par la concurrence entre l'oxydation, ce qui conduit à la formation / maintenance de l'alumine protectrice, et une entrée d'azote entraînant une nitridation interne de la matrice en alliage par la formation de la phase ALN [6,10], ce qui conduit à la spallation de cette région en raison de l'extension thermique plus élevée de la phase ALN par rapport à la matrice Alloy [9]. Lors de l'exposition des alliages fédéraux à des températures élevées dans les atmosphères avec de l'oxygène ou d'autres donneurs d'oxygène tels que H2O ou CO2, l'oxydation est la réaction dominante, et l'échelle d'alumine se forme, qui est imperméable à l'oxygène ou à l'azote à des températures élevées et à fournir une protection contre leur intrusion dans le matrice alliée. Mais, s'il est exposé à l'atmosphère de réduction (N2 + H2) et à la fissure de l'échelle de l'alumine protectrice, une oxydation de rupture locale commence par la formation d'oxydes de Cr et de Ferich non protecteurs, qui fournissent un chemin favorable pour la diffusion d'azote dans la matrice ferritique et la formation de la phase ALN [9]. L'atmosphère azote protectrice (4.6) est fréquemment appliquée dans l'application industrielle des alliages fédéraux. Par exemple, les radiateurs de résistance dans les fours de traitement thermique avec une atmosphère azote protectrice sont un exemple de l'application répandue des alliages fédéraux dans un tel environnement. Les auteurs rapportent que le taux d'oxydation des alliages de fécondes est considérablement plus lent lors du recuit dans une atmosphère avec de faibles pressions partielles d'oxygène [11]. L'objectif de l'étude était de déterminer si le recuit dans (99,996%) d'azote (4,6) (Messer® Spec. Niveau d'impureté O2 + H2O <10 ppm) affecte la résistance à la corrosion de l'alliage fédéral (Kanthal AF) et dans quelle mesure elle dépend de la température de recuit, de sa variation (cyclisme thermique) et du taux de chauffage.