Liga Kanthal AF 837 resistohm alcromo Y liga fecral

Kanthal AF é uma liga ferrítica de ferro-cromo-alumínio (liga FeCrAl) para uso em temperaturas de até 1300°C (2370°F). A liga é caracterizada por excelente resistência à oxidação e excelente estabilidade de forma, resultando em longa vida útil do elemento.

Kan-thal AF é normalmente usado em elementos de aquecimento elétrico em fornos industriais e eletrodomésticos.

Exemplos de aplicações na indústria de eletrodomésticos são em elementos de mica abertos para torradeiras, secadores de cabelo, em elementos em forma de meandro para aquecedores com ventilador e como elementos de bobina aberta em material isolante de fibra em aquecedores de topo de vidro cerâmico em fogões, em aquecedores de cerâmica para placas de ebulição, bobinas em fibra cerâmica moldada para placas de cozimento com placas cerâmicas, em elementos de bobina suspensos para aquecedores de ventilador, em elementos de fio reto suspensos para radiadores, aquecedores de convecção, em elementos porco-espinho para pistolas de ar quente, radiadores, secadores de roupa.

Resumo No presente estudo, é delineado o mecanismo de corrosão da liga comercial FeCrAl (Kanthal AF) durante o recozimento em nitrogênio gasoso (4.6) a 900 °C e 1200 °C. Foram realizados testes isotérmicos e termocíclicos com tempos totais de exposição, taxas de aquecimento e temperaturas de recozimento variados. Os testes de oxidação em ar e gás nitrogênio foram realizados por análise termogravimétrica. A microestrutura é caracterizada por microscopia eletrônica de varredura (SEM-EDX), espectroscopia eletrônica Auger (AES) e análise de feixe de íons focados (FIB-EDX). Os resultados mostram que a progressão da corrosão ocorre através da formação de regiões localizadas de nitretação subterrânea, compostas por partículas da fase AlN, o que reduz a atividade do alumínio e causa fragilização e fragmentação. Os processos de formação de nitreto de Al e crescimento de incrustações de óxido de Al dependem da temperatura de recozimento e da taxa de aquecimento. Verificou-se que a nitretação da liga FeCrAl é um processo mais rápido do que a oxidação durante o recozimento em gás nitrogênio com baixa pressão parcial de oxigênio e representa a principal causa da degradação da liga.

Introdução Ligas à base de FeCrAl (Kanthal AF ®) são bem conhecidas por sua resistência superior à oxidação em temperaturas elevadas. Esta excelente propriedade está relacionada à formação de incrustações de alumina termodinamicamente estáveis ​​na superfície, que protegem o material contra futuras oxidações [1]. Apesar das propriedades superiores de resistência à corrosão, a vida útil dos componentes fabricados a partir de ligas à base de FeCrAl pode ser limitada se as peças forem frequentemente expostas a ciclos térmicos em temperaturas elevadas [2]. Uma das razões para isso é que o elemento formador de incrustações, o alumínio, é consumido na matriz da liga na área subterrânea devido às repetidas rachaduras por choque térmico e à reforma da incrustação de alumina. Se o conteúdo restante de alumínio diminuir abaixo da concentração crítica, a liga não poderá mais reformar a incrustação protetora, resultando em uma oxidação catastrófica pela formação de óxidos à base de ferro e de cromo de crescimento rápido [3,4]. Dependendo da atmosfera circundante e da permeabilidade dos óxidos superficiais, isso pode facilitar ainda mais a oxidação interna ou nitretação e a formação de fases indesejadas na região subterrânea [5]. Han e Young mostraram que em ligas de Ni Cr Al formando incrustações de alumina, um padrão complexo de oxidação interna e nitretação se desenvolve [6,7] durante o ciclo térmico em temperaturas elevadas em uma atmosfera de ar, especialmente em ligas que contêm formadores de nitreto fortes como Al e Ti [4]. As incrustações de óxido de cromo são conhecidas por serem permeáveis ​​ao nitrogênio, e o Cr2N se forma como uma camada de subescala ou como um precipitado interno [8,9]. Pode-se esperar que este efeito seja mais severo sob condições de ciclos térmicos que levam à quebra da incrustação de óxido e reduzindo sua eficácia como barreira ao nitrogênio [6]. O comportamento da corrosão é, portanto, governado pela competição entre a oxidação, que leva à formação/manutenção protetora de alumina, e a entrada de nitrogênio, levando à nitretação interna da matriz da liga pela formação da fase AlN [6,10], que leva à fragmentação do essa região devido à maior expansão térmica da fase AlN em comparação com a matriz da liga [9]. Ao expor ligas de FeCrAl a altas temperaturas em atmosferas com oxigênio ou outros doadores de oxigênio, como H2O ou CO2, a oxidação é a reação dominante, e forma-se incrustações de alumina, que é impermeável ao oxigênio ou nitrogênio em temperaturas elevadas e fornece proteção contra sua intrusão no matriz de liga. Mas, se exposto à atmosfera redutora (N2+H2) e à fissura protetora da incrustação de alumina, uma oxidação separatista local começa pela formação de óxidos não protetores de Cr e Ferich, que fornecem um caminho favorável para a difusão de nitrogênio na matriz ferrítica e formação da fase AlN [9]. A atmosfera protetora de nitrogênio (4.6) é frequentemente aplicada na aplicação industrial de ligas de FeCrAl. Por exemplo, aquecedores de resistência em fornos de tratamento térmico com atmosfera protetora de nitrogênio são um exemplo da ampla aplicação de ligas de FeCrAl em tal ambiente. Os autores relatam que a taxa de oxidação das ligas FeCrAlY é consideravelmente mais lenta quando recozidas em uma atmosfera com baixas pressões parciais de oxigênio [11]. O objetivo do estudo foi determinar se o recozimento em (99,996%) gás nitrogênio (4,6) (nível de impureza Messer® spec. O2 + H2O <10 ppm) afeta a resistência à corrosão da liga FeCrAl (Kanthal AF) e até que ponto isso depende na temperatura de recozimento, sua variação (ciclagem térmica) e taxa de aquecimento.