Liga Kanthal AF 837 resistohm alchrome 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 ótima 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: elementos de mica abertos para torradeiras, secadores de cabelo, elementos em forma de meandro para aquecedores de ventilador e elementos de bobina aberta em material isolante de fibra em aquecedores de vidro cerâmico em fogões, aquecedores de cerâmica para placas de ebulição, bobinas em fibra cerâmica moldada para placas de cozimento com fogões de cerâmica, elementos de bobina suspensa para aquecedores de ventilador, elementos de fio reto suspenso para radiadores, aquecedores de convecção, elementos de porco-espinho para pistolas de ar quente, radiadores e secadoras de roupa.

Resumo No presente estudo, o mecanismo de corrosão da liga comercial FeCrAl (Kanthal AF) durante o recozimento em gás nitrogênio (4.6) a 900 °C e 1200 °C é descrito. Testes isotérmicos e termocíclicos com tempos totais de exposição, taxas de aquecimento e temperaturas de recozimento variados foram realizados. 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 focado (FIB-EDX). Os resultados mostram que a progressão da corrosão ocorre através da formação de regiões localizadas de nitretação subsuperficial, 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. Foi descoberto que a nitretação da liga FeCrAl é um processo mais rápido 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 As ligas à base de FeCrAl (Kanthal AF ®) são bem conhecidas por sua resistência superior à oxidação em temperaturas elevadas. Essa excelente propriedade está relacionada à formação de incrustações de alumina termodinamicamente estáveis ​​na superfície, que protegem o material contra oxidação adicional [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 do subsolo devido ao repetido craqueamento por choque térmico e à reforma da incrustação de alumina. Se o teor de alumínio restante diminuir abaixo da concentração crítica, a liga não poderá mais reformar a incrustação protetora, resultando em uma oxidação catastrófica por ruptura pela formação de óxidos à base de ferro e cromo de rápido crescimento [3,4]. Dependendo da atmosfera circundante e da permeabilidade dos óxidos da superfície, isso pode facilitar oxidação interna ou nitretação adicional e formação de fases indesejadas na região do subsolo [5]. Han e Young demonstraram que em ligas de Ni Cr Al formadoras de 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 fortes formadores de nitreto como Al e Ti [4]. Incrustações de óxido de cromo são conhecidas por serem permeáveis ​​ao nitrogênio, e o Cr2 N se forma como uma camada de subincrustação ou como precipitado interno [8,9]. Pode-se esperar que esse efeito seja mais severo sob condições de ciclo térmico, o que leva à rachadura da incrustação de óxido e à redução de sua eficácia como barreira ao nitrogênio [6]. O comportamento da corrosão é, portanto, governado pela competição entre a oxidação, que leva à formação/manutenção de alumina protetora, e a entrada de nitrogênio, levando à nitretação interna da matriz da liga pela formação da fase AlN [6,10], o que leva à fragmentação dessa 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 a formação de incrustações de alumina, que são impermeáveis ​​ao oxigênio ou nitrogênio em temperaturas elevadas e fornecem proteção contra sua intrusão na matriz da liga. No entanto, se expostas à atmosfera de redução (N2+H2) e à trinca de incrustações de alumina protetoras, uma oxidação local por ruptura se inicia pela formação de óxidos de Cr e Ferich não protetores, que fornecem um caminho favorável para a difusão do nitrogênio na matriz ferrítica e a 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 uma 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 de FeCrAlY é consideravelmente mais lenta durante o recozimento em uma atmosfera com baixas pressões parciais de oxigênio [11]. O objetivo do estudo foi determinar se o recozimento em gás nitrogênio (99,996%) (4,6%) (nível de impureza espec. Messer® O2 + H2O < 10 ppm) afeta a resistência à corrosão da liga FeCrAl (Kanthal AF) e em que medida isso depende da temperatura de recozimento, sua variação (ciclagem térmica) e taxa de aquecimento.