காந்தல் AF அலாய் 837 ரெசிஸ்டோம் அல்குரோம் Y ஃபெக்ரல் அலாய்

காந்தல் AF என்பது 1300°C (2370°F) வரையிலான வெப்பநிலையில் பயன்படுத்தக்கூடிய ஒரு ஃபெரிடிக் இரும்பு-குரோமியம்-அலுமினிய கலவை (FeCrAl கலவை) ஆகும். இந்த கலவை சிறந்த ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்ப்பு மற்றும் நீண்ட தனிம ஆயுளை வழங்கும் மிகச் சிறந்த வடிவ நிலைத்தன்மையால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது.

கான்-தால் AF பொதுவாக தொழில்துறை உலைகள் மற்றும் வீட்டு உபகரணங்களில் மின் வெப்பமூட்டும் கூறுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

டோஸ்டர்களுக்கான திறந்த மைக்கா கூறுகள், ஹேர் ட்ரையர்கள், ஃபேன் ஹீட்டர்களுக்கான வளைந்த வடிவ கூறுகள் மற்றும் பீங்கான் கண்ணாடி மேல் ஹீட்டர்களில் ஃபைபர் இன்சுலேடிங் பொருளில் திறந்த சுருள் கூறுகள், கொதிக்கும் தட்டுகளுக்கான பீங்கான் ஹீட்டர்களில், பீங்கான் ஹாப்களுடன் சமையல் தட்டுகளுக்கு வார்ப்பட பீங்கான் ஃபைபரில் சுருள்கள், ஃபேன் ஹீட்டர்களுக்கான தொங்கவிடப்பட்ட சுருள் கூறுகள், ரேடியேட்டர்களுக்கான தொங்கவிடப்பட்ட நேரான கம்பி கூறுகள், கன்வெக்ஷன் ஹீட்டர்கள், ஹாட் ஏர் கன்களுக்கான முள்ளம்பன்றி கூறுகள், ரேடியேட்டர்கள், டம்பிள் ட்ரையர்கள் போன்ற பயன்பாட்டுத் துறையில் பயன்பாடுகளுக்கு எடுத்துக்காட்டுகள்.

சுருக்கம் தற்போதைய ஆய்வில், 900 °C மற்றும் 1200 °C வெப்பநிலையில் நைட்ரஜன் வாயுவில் (4.6) அனீலிங் செய்யும் போது வணிக FeCrAl அலாய் (காந்தல் AF) அரிப்பு வழிமுறை கோடிட்டுக் காட்டப்பட்டுள்ளது. மாறுபட்ட மொத்த வெளிப்பாடு நேரங்கள், வெப்ப விகிதங்கள் மற்றும் அனீலிங் வெப்பநிலைகளுடன் சமவெப்ப மற்றும் வெப்ப-சுழற்சி சோதனைகள் செய்யப்பட்டன. காற்று மற்றும் நைட்ரஜன் வாயுவில் ஆக்ஸிஜனேற்ற சோதனை தெர்மோகிராவிமெட்ரிக் பகுப்பாய்வு மூலம் மேற்கொள்ளப்பட்டது. நுண் கட்டமைப்பு ஸ்கேனிங் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி (SEM-EDX), ஆகர் எலக்ட்ரான் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி (AES) மற்றும் ஃபோகஸ்டு அயன் பீம் (FIB-EDX) பகுப்பாய்வு மூலம் வகைப்படுத்தப்படுகிறது. அரிப்பின் முன்னேற்றம் உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட துணை மேற்பரப்பு நைட்ரிடேஷன் பகுதிகளின் உருவாக்கம் மூலம் நடைபெறுகிறது, இது AlN கட்ட துகள்களால் ஆனது, இது அலுமினிய செயல்பாட்டைக் குறைக்கிறது மற்றும் சிதைவு மற்றும் விரிவடைய காரணமாகிறது. அல்-நைட்ரைடு உருவாக்கம் மற்றும் அல்-ஆக்சைடு அளவிலான வளர்ச்சியின் செயல்முறைகள் அனீலிங் வெப்பநிலை மற்றும் வெப்ப விகிதத்தைப் பொறுத்தது. குறைந்த ஆக்ஸிஜன் பகுதி அழுத்தம் கொண்ட நைட்ரஜன் வாயுவில் அனீலிங் செய்யும் போது FeCrAl உலோகக் கலவையின் நைட்ரைடேஷன் ஆக்சிஜனேற்றத்தை விட வேகமான செயல்முறையாகும் என்றும், இது உலோகக் கலவை சிதைவுக்கு முக்கிய காரணமாகும் என்றும் கண்டறியப்பட்டது.

அறிமுகம் FeCrAl - அடிப்படையிலான உலோகக் கலவைகள் (காந்தல் AF ®) உயர்ந்த வெப்பநிலையில் அவற்றின் உயர்ந்த ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்ப்பிற்கு நன்கு அறியப்பட்டவை. இந்த சிறந்த பண்பு மேற்பரப்பில் வெப்ப இயக்கவியல் ரீதியாக நிலையான அலுமினா அளவை உருவாக்குவதோடு தொடர்புடையது, இது பொருளை மேலும் ஆக்சிஜனேற்றத்திலிருந்து பாதுகாக்கிறது [1]. உயர்ந்த அரிப்பு எதிர்ப்பு பண்புகள் இருந்தபோதிலும், FeCrAl - அடிப்படையிலான உலோகக் கலவைகளிலிருந்து தயாரிக்கப்படும் கூறுகளின் ஆயுட்காலம் உயர்ந்த வெப்பநிலையில் வெப்ப சுழற்சிக்கு அடிக்கடி வெளிப்பட்டால் மட்டுப்படுத்தப்படலாம் [2]. இதற்கு ஒரு காரணம், அளவு உருவாக்கும் உறுப்பு, அலுமினா, அலுமினா அளவின் தொடர்ச்சியான வெப்ப-அதிர்ச்சி விரிசல் மற்றும் சீர்திருத்தம் காரணமாக, மேற்பரப்பு பகுதியில் உள்ள அலாய் மேட்ரிக்ஸில் நுகரப்படுகிறது. மீதமுள்ள அலுமினிய உள்ளடக்கம் முக்கியமான செறிவுக்குக் கீழே குறைந்தால், அலாய் இனி பாதுகாப்பு அளவை சீர்திருத்த முடியாது, இதன் விளைவாக வேகமாக வளர்ந்து வரும் இரும்பு அடிப்படையிலான மற்றும் குரோமியம் அடிப்படையிலான ஆக்சைடுகள் [3,4] உருவாவதன் மூலம் பேரழிவு தரும் பிரேக்அவே ஆக்சிஜனேற்றம் ஏற்படுகிறது. சுற்றியுள்ள வளிமண்டலம் மற்றும் மேற்பரப்பு ஆக்சைடுகளின் ஊடுருவலைப் பொறுத்து இது மேலும் உள் ஆக்சிஜனேற்றம் அல்லது நைட்ரைடேஷன் மற்றும் நிலத்தடி பகுதியில் விரும்பத்தகாத கட்டங்களை உருவாக்குவதை எளிதாக்கும் [5]. ஹான் மற்றும் யங் ஆகியோர், Ni Cr Al உலோகக் கலவைகளை உருவாக்கும் அலுமினா அளவுகோலில், காற்று வளிமண்டலத்தில் உயர்ந்த வெப்பநிலையில், குறிப்பாக Al மற்றும் Ti போன்ற வலுவான நைட்ரைடு வடிவங்களைக் கொண்ட உலோகக் கலவைகளில், வெப்ப சுழற்சியின் போது [6,7] ஒரு சிக்கலான உள் ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் நைட்ரைடேஷன் உருவாகிறது என்பதைக் காட்டியுள்ளனர். குரோமியம் ஆக்சைடு அளவுகள் நைட்ரஜன் ஊடுருவக்கூடியவை என்று அறியப்படுகின்றன, மேலும் Cr2 N துணை அளவிலான அடுக்காகவோ அல்லது உள் வீழ்படிவாகவோ [8,9] உருவாகிறது. வெப்ப சுழற்சி நிலைமைகளின் கீழ் இந்த விளைவு மிகவும் கடுமையானதாக இருக்கும் என்று எதிர்பார்க்கலாம், இது ஆக்சைடு அளவு விரிசல் மற்றும் நைட்ரஜனுக்கு ஒரு தடையாக அதன் செயல்திறனைக் குறைக்கிறது [6]. எனவே அரிப்பு நடத்தை ஆக்சிஜனேற்றத்திற்கு இடையிலான போட்டியால் நிர்வகிக்கப்படுகிறது, இது பாதுகாப்பு அலுமினா உருவாக்கம்/பராமரிப்புக்கு வழிவகுக்கிறது, மேலும் நைட்ரஜன் உட்செலுத்துதல் AlN கட்டத்தை உருவாக்குவதன் மூலம் அலாய் மேட்ரிக்ஸின் உள் நைட்ரைடேஷனுக்கு வழிவகுக்கிறது [6,10], இது அலாய் மேட்ரிக்ஸுடன் ஒப்பிடும்போது AlN கட்டத்தின் அதிக வெப்ப விரிவாக்கம் காரணமாக அந்த பகுதியின் விரிசலுக்கு வழிவகுக்கிறது [9]. ஆக்ஸிஜன் அல்லது H2O அல்லது CO2 போன்ற பிற ஆக்ஸிஜன் நன்கொடையாளர்களைக் கொண்ட வளிமண்டலங்களில் FeCrAl உலோகக் கலவைகளை அதிக வெப்பநிலைக்கு வெளிப்படுத்தும்போது, ​​ஆக்சிஜனேற்றம் என்பது ஆதிக்கம் செலுத்தும் வினையாகும், மேலும் அலுமினா அளவுகோல் உருவாகிறது, இது உயர்ந்த வெப்பநிலையில் ஆக்ஸிஜன் அல்லது நைட்ரஜனுக்கு ஊடுருவ முடியாதது மற்றும் அலாய் மேட்ரிக்ஸில் அவற்றின் ஊடுருவலுக்கு எதிராக பாதுகாப்பை வழங்குகிறது. ஆனால், குறைப்பு வளிமண்டலம் (N2+H2) மற்றும் பாதுகாப்பு அலுமினா அளவுகோல் விரிசலுக்கு ஆளானால், உள்ளூர் பிரிப்பு ஆக்ஸிஜனேற்றம் பாதுகாப்பற்ற Cr மற்றும் Ferich ஆக்சைடுகளை உருவாக்குவதன் மூலம் தொடங்குகிறது, இது ஃபெரிடிக் மேட்ரிக்ஸில் நைட்ரஜன் பரவுவதற்கும் AlN கட்டத்தை உருவாக்குவதற்கும் சாதகமான பாதையை வழங்குகிறது [9]. FeCrAl உலோகக் கலவைகளின் தொழில்துறை பயன்பாட்டில் பாதுகாப்பு (4.6) நைட்ரஜன் வளிமண்டலம் அடிக்கடி பயன்படுத்தப்படுகிறது. உதாரணமாக, பாதுகாப்பு நைட்ரஜன் வளிமண்டலத்துடன் கூடிய வெப்ப சிகிச்சை உலைகளில் எதிர்ப்பு ஹீட்டர்கள் அத்தகைய சூழலில் FeCrAl உலோகக் கலவைகளின் பரவலான பயன்பாட்டிற்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டு. குறைந்த ஆக்ஸிஜன் பகுதி அழுத்தங்களைக் கொண்ட வளிமண்டலத்தில் அனீலிங் செய்யும் போது FeCrAlY உலோகக் கலவைகளின் ஆக்சிஜனேற்ற விகிதம் கணிசமாக மெதுவாக இருக்கும் என்று ஆசிரியர்கள் தெரிவிக்கின்றனர் [11]. (99.996%) நைட்ரஜன் (4.6) வாயுவில் (மெஸ்ஸர்® ஸ்பெக். மாசு அளவு O2 + H2O < 10 ppm) அனீலிங் செய்வது FeCrAl அலாய் (காந்தல் AF) அரிப்பு எதிர்ப்பைப் பாதிக்கிறதா என்பதையும், அது எந்த அளவிற்கு அனீலிங் வெப்பநிலை, அதன் மாறுபாடு (வெப்ப-சுழற்சி) மற்றும் வெப்ப விகிதத்தைப் பொறுத்தது என்பதையும் தீர்மானிப்பதே ஆய்வின் நோக்கமாகும்.