የካንትሃል AF ቅይጥ 837 ሬዚስቶህም አልክሮም Y ፌክራል ቅይጥ

ካንታል ኤኤፍ እስከ 1300°ሴ (2370°ፋ) በሚደርስ የሙቀት መጠን ጥቅም ላይ የሚውል የፌሪቲክ ብረት-ክሮሚየም-አሉሚኒየም ቅይጥ (FeCrAl ቅይጥ) ነው። ቅይጡ እጅግ በጣም ጥሩ የኦክሳይድ መቋቋም እና ረጅም የንጥረ ነገሮች ህይወት የሚያስገኝ በጣም ጥሩ የቅርጽ መረጋጋት ያለው ነው።

ካን-ታል ኤኤፍ በተለምዶ በኢንዱስትሪ ምድጃዎች እና በቤት ውስጥ ባሉ የኤሌክትሪክ ማሞቂያ ክፍሎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል።

በመሳሪያ ኢንዱስትሪ ውስጥ ጥቅም ላይ የዋሉ ምሳሌዎች ለቶስተር፣ ለፀጉር ማድረቂያዎች፣ ለአየር ማራገቢያ ማሞቂያዎች በሜአንደር ቅርጽ ባላቸው ንጥረ ነገሮች እና በክፍት የፋይበር መከላከያ ቁሳቁስ ላይ እንደ ክፍት የጥቅልል አባሎች በክልል ውስጥ፣ ለማብሰያ ሳህኖች በሴራሚክ ማሞቂያዎች፣ ለማብሰያ ሳህኖች በሴራሚክ ምድጃዎች፣ ለማብሰያ ሳህኖች በተቀረጸ የሴራሚክ ፋይበር ላይ ያሉ ጥቅልሎች፣ ለአየር ማራገቢያ ማሞቂያዎች በተንጠለጠሉ የጥቅልል አባሎች፣ ለራዲያተሮች በተንጠለጠሉ ቀጥ ያሉ የሽቦ አባሎች፣ ኮንቬክሽን ማሞቂያዎች፣ ለሞቅ አየር ጠመንጃዎች፣ ለሬዲያተሮች፣ ለማድረቂያዎች የፖርኩፒን አባሎች ናቸው።

ማጠቃለያ በዚህ ጥናት ውስጥ፣ በናይትሮጅን ጋዝ (4.6) ውስጥ በ900 °C እና 1200 °C ውስጥ በማጥለቅለቅ ወቅት የንግድ FeCrAl ቅይጥ (ካንታል AF) የዝገት ዘዴ ተዘርዝሯል። የተለያዩ አጠቃላይ የመጋለጥ ጊዜዎች፣ የማሞቂያ መጠኖች እና የማጥለቅለቅ የሙቀት መጠኖች ያሏቸው የኢሶተርማል እና የቴርሞ-ሳይክሊክ ሙከራዎች ተከናውነዋል። በአየር እና በናይትሮጅን ጋዝ ውስጥ የኦክሳይድ ምርመራ በቴርሞግራቪሜትሪክ ትንተና ተካሂዷል። ማይክሮስትራክቸሩ የሚታወቀው በስካኒንግ ኤሌክትሮን ማይክሮስኮፒ (SEM-EDX)፣ Auger electron spectroscopy (AES) እና በትኩረት በሚሰራው የአዮን ጨረር (FIB-EDX) ትንተና ነው። ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት የዝገት እድገት የሚከናወነው በአልኤን ደረጃ ቅንጣቶች የተዋቀሩ አካባቢያዊ የከርሰ ምድር ናይትሬዲሽን ክልሎች በመፍጠር ሲሆን ይህም የአሉሚኒየም እንቅስቃሴን ይቀንሳል እና የመበታተን እና የመበታተን ስሜት ያስከትላል። የአል-ናይትሬድ ምስረታ እና የአል-ኦክሳይድ ልኬት እድገት ሂደቶች በአናኒሊንግ ሙቀት እና በማሞቂያ ፍጥነት ላይ የተመሰረቱ ናቸው። የ FeCrAl ቅይጥ ናይትሬዲሽን በናይትሮጅን ጋዝ ውስጥ ዝቅተኛ የኦክስጅን ከፊል ግፊት ባለው ጊዜ ውስጥ ከኦክሳይድ ሂደት የበለጠ ፈጣን ሂደት መሆኑን እና የቀለይ መበላሸትን ዋና መንስኤ እንደሚወክል ተገኝቷል።

መግቢያ FeCrAl-based alloys (Kanthal AF®) በከፍተኛ የሙቀት መጠን ባላቸው የላቀ የኦክሳይድ መቋቋም ይታወቃሉ። ይህ እጅግ በጣም ጥሩ ባህሪ በቴርሞዳይናሚክ የተረጋጋ የአልሙኒየም ሚዛን ከመፍጠር ጋር የተያያዘ ሲሆን ይህም ቁሳቁሱን ከተጨማሪ ኦክሳይድ ይከላከላል [1]። የላቀ የዝገት መቋቋም ባህሪያት ቢኖሩም፣ ከFeCrAl-based alloys የተመረቱ ክፍሎች የህይወት ዘመን በከፍተኛ የሙቀት መጠን በተደጋጋሚ ለሙቀት ዑደት ከተጋለጡ ሊገደብ ይችላል [2]። ለዚህ አንዱ ምክንያት የልኬት ቅርጽ ያለው አካል፣ አልሙኒየም፣ በተደጋጋሚ በሚከሰት የሙቀት-ድንጋጤ ስንጥቅ እና የአልሙኒየም ሚዛን በመሻሻል ምክንያት በከርሰ ምድር አካባቢ ባለው ቅይጥ ማትሪክስ ውስጥ መጠጡ ነው። የቀረው የአሉሚኒየም ይዘት ከወሳኝ ክምችት በታች ቢቀንስ፣ ቅይጡ የመከላከያ መለኪያውን ማሻሻል አይችልም፣ ይህም በፍጥነት በማደግ ላይ ባሉ የብረት ላይ የተመሰረቱ እና በክሮሚየም ላይ የተመሰረቱ ኦክሳይድዎች በመፍጠር አስከፊ የሆነ የመለያየት ኦክሳይድ ያስከትላል [3,4]። በዙሪያው ባለው ከባቢ አየር እና የገጽታ ኦክሳይድ መተላለፊያ ላይ በመመስረት ይህ በከርሰ ምድር ክልል ውስጥ ተጨማሪ ውስጣዊ ኦክሳይድ ወይም ናይትሪዲሽን እና የማይፈለጉ ደረጃዎችን መፈጠርን ያመቻቻል [5]። ሃን እና ያንግ እንደሚያሳዩት በአሉሚና ሚዛን ውስጥ የኒ ክሬ አል አሎይዎችን በሚፈጥሩት የሙቀት መጠን፣ በአየር ከባቢ አየር ውስጥ ከፍ ባለ የሙቀት መጠን፣ በተለይም እንደ አል እና ቲ [4] ባሉ ጠንካራ ናይትሬድ ፎርመሮች ውስጥ፣ ውስብስብ የሆነ የውስጥ ኦክሳይድ እና ናይትሬድሽን ንድፍ [6,7] ይፈጠራል። የክሮሚየም ኦክሳይድ ሚዛኖች ናይትሮጅን ሊሰርቁ የሚችሉ እንደሆኑ ይታወቃል፣ እና Cr2 N እንደ ንዑስ-ደረጃ ንብርብር ወይም እንደ ውስጣዊ ዝናብ ሆኖ ይመሰረታል [8,9]። ይህ ተጽእኖ በሙቀት ዑደት ሁኔታዎች ውስጥ የበለጠ ከባድ እንደሚሆን ይጠበቃል፣ ይህም የኦክሳይድ ሚዛን መሰንጠቅ እና እንደ ናይትሮጅን እንቅፋት ውጤታማነቱን ይቀንሳል [6]። የዝገት ባህሪው የሚመራው በኦክሳይድ መካከል ባለው ፉክክር ሲሆን ይህም ወደ መከላከያ የአልሙና ምስረታ/ጥገና እና የናይትሮጅን ግስጋሴ ይመራል፣ ይህም በአልኤን ደረጃ [6,10] ምስረታ ምክንያት የአሉሚኒየም ማትሪክስ ውስጣዊ ናይትሬድ ያስከትላል፣ ይህም ከቅይጥ ማትሪክስ ጋር ሲነጻጸር ከፍተኛ የሙቀት መስፋፋት ምክንያት የዚያ ክልል እንዲፈስ ያደርጋል [9]። የFeCrAl ቅይጥዎችን ከኦክስጅን ወይም እንደ H2O ወይም CO2 ባሉ ሌሎች የኦክስጅን ለጋሾች ውስጥ ለከፍተኛ ሙቀት ሲያጋልጡ፣ ኦክሲዴሽን የበላይ ምላሽ እና የአልሙና ልኬት ቅርጾች ሲሆን ይህም በከፍተኛ የሙቀት መጠን ለኦክስጅን ወይም ናይትሮጅን የማይገባ እና ወደ ቅይጥ ማትሪክስ ውስጥ እንዳይገቡ ይከላከላል። ነገር ግን፣ ለቅናሽ ከባቢ አየር (N2+H2) እና ለጥበቃ የአልሙና ልኬት ስንጥቅ ከተጋለጠ፣ የአካባቢ መሰባበር ኦክሳይድ የሚጀምረው መከላከያ ያልሆኑ Cr እና Ferich ኦክሳይድ በመፍጠር ሲሆን ይህም ወደ ፌሪቲክ ማትሪክስ ለመሰራጨት እና የAlN ደረጃ [9] ለመፈጠር ምቹ መንገድ ይሰጣል። የመከላከያ (4.6) ናይትሮጅን ከባቢ አየር በFeCrAl ቅይጥ ኢንዱስትሪያዊ አተገባበር ውስጥ በተደጋጋሚ ይተገበራል። ለምሳሌ፣ መከላከያ ናይትሮጅን ከባቢ አየር ባላቸው የሙቀት ማከሚያ ምድጃዎች ውስጥ የመቋቋም ማሞቂያዎች በእንደዚህ አይነት አካባቢ ውስጥ የFeCrAl ቅይጥ በስፋት ጥቅም ላይ የዋለ ምሳሌ ናቸው። ደራሲዎቹ ዝቅተኛ የኦክስጅን ከፊል ግፊቶች ባሉበት ከባቢ አየር ውስጥ ሲተነፍሱ የFeCrAlY ቅይጥ የኦክሳይድ መጠን በጣም ቀርፋፋ ነው [11]። የጥናቱ ዓላማ በ (99.996%) ናይትሮጅን (4.6) ጋዝ (የሜሰር® ስፔክ. የብክለት ደረጃ O2 + H2O < 10 ppm) ውስጥ ማቃጠል የFeCrAl alloy (ካንታል AF) የዝገት መቋቋምን እና በምን ያህል መጠን በማቃጠል የሙቀት መጠኑ፣ በልዩነቱ (የሙቀት-ዑደት) እና በማሞቂያ ፍጥነት ላይ የተመሰረተ መሆኑን ለማወቅ ነበር።