কান্থাল এএফ অ্যালয় 837 রেসিস্টোহম অ্যালক্রোম ওয়াই ফেক্রাল অ্যালয়

Kanthal AF হল একটি ফেরিটিক আয়রন-ক্রোমিয়াম-অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় (FeCrAl অ্যালয়) যা 1300°C (2370°F) পর্যন্ত তাপমাত্রায় ব্যবহারের জন্য। খাদ চমৎকার অক্সিডেশন প্রতিরোধের এবং দীর্ঘ উপাদান জীবন ফলে খুব ভাল ফর্ম স্থায়িত্ব দ্বারা চিহ্নিত করা হয়.

কান-থাল AF সাধারণত শিল্প চুল্লি এবং বাড়ির যন্ত্রপাতিগুলিতে বৈদ্যুতিক গরম করার উপাদানগুলিতে ব্যবহৃত হয়।

অ্যাপ্লায়েন্স শিল্পের উদাহরণ হল টোস্টার, হেয়ার ড্রায়ারের জন্য খোলা মাইকা উপাদান, ফ্যান হিটারের জন্য মাঝারি আকৃতির উপাদান এবং রেঞ্জে সিরামিক গ্লাস টপ হিটারে ফাইবার ইনসুলেটিং উপাদানের খোলা কয়েল উপাদান, ফুটন্ত প্লেট, কয়েলের জন্য সিরামিক হিটারে সিরামিক হব সহ রান্নার প্লেটের জন্য ঢালাই করা সিরামিক ফাইবারে, ফ্যান হিটারের জন্য সাসপেন্ডেড কয়েল এলিমেন্টে, রেডিয়েটারের জন্য সাসপেন্ডেড স্ট্রেইট তারের এলিমেন্টে, কনভেকশন হিটারে, হট এয়ার বন্দুক, রেডিয়েটর, টাম্বল ড্রায়ারের জন্য পোর্কুপাইন উপাদানে।

বিমূর্ত বর্তমান গবেষণায়, 900 °C এবং 1200 °C তাপমাত্রায় নাইট্রোজেন গ্যাসে (4.6) অ্যানিলিং করার সময় বাণিজ্যিক FeCrAl খাদ (কাঁথাল AF) এর ক্ষয় প্রক্রিয়ার রূপরেখা দেওয়া হয়েছে। বিভিন্ন মোট এক্সপোজার সময়, গরম করার হার এবং অ্যানিলিং তাপমাত্রা সহ আইসোথার্মাল এবং থার্মো-চক্রীয় পরীক্ষা করা হয়েছিল। বায়ু এবং নাইট্রোজেন গ্যাসের অক্সিডেশন পরীক্ষা থার্মোগ্রাভিমেট্রিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে করা হয়েছিল। মাইক্রোস্ট্রাকচারটি স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (SEM-EDX), Auger ইলেক্ট্রন স্পেকট্রোস্কোপি (AES), এবং ফোকাসড আয়ন বিম (FIB-EDX) বিশ্লেষণ দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। ফলাফলগুলি দেখায় যে ক্ষয়ের অগ্রগতি স্থানীয় উপ-পৃষ্ঠের নাইট্রিডেশন অঞ্চলগুলির গঠনের মাধ্যমে সঞ্চালিত হয়, যা AlN ফেজ কণা দ্বারা গঠিত, যা অ্যালুমিনিয়ামের ক্রিয়াকলাপকে হ্রাস করে এবং বাধা এবং স্প্যালেশন সৃষ্টি করে। আল-নাইট্রাইড গঠন এবং আল-অক্সাইড স্কেল বৃদ্ধির প্রক্রিয়াগুলি অ্যানিলিং তাপমাত্রা এবং গরম করার হারের উপর নির্ভর করে। এটি পাওয়া গেছে যে কম অক্সিজেন আংশিক চাপ সহ নাইট্রোজেন গ্যাসে অ্যানিলিং করার সময় FeCrAl অ্যালয়ের নাইট্রিডেশন অক্সিডেশনের চেয়ে একটি দ্রুত প্রক্রিয়া এবং এটি খাদ ক্ষয়ের প্রধান কারণকে উপস্থাপন করে।

ভূমিকা FeCrAl – ভিত্তিক অ্যালয় (Kanthal AF ®) উচ্চতর তাপমাত্রায় তাদের উচ্চতর অক্সিডেশন প্রতিরোধের জন্য সুপরিচিত। এই চমৎকার সম্পত্তিটি পৃষ্ঠের উপর তাপগতিগতভাবে স্থিতিশীল অ্যালুমিনা স্কেল গঠনের সাথে সম্পর্কিত, যা উপাদানটিকে আরও অক্সিডেশনের বিরুদ্ধে রক্ষা করে [1]। উচ্চতর জারা প্রতিরোধের বৈশিষ্ট্য থাকা সত্ত্বেও, FeCrAl-ভিত্তিক অ্যালয় থেকে তৈরি উপাদানগুলির জীবনকাল সীমিত হতে পারে যদি অংশগুলি ঘন ঘন উচ্চ তাপমাত্রায় তাপ সাইক্লিংয়ের সংস্পর্শে আসে [2]। এর একটি কারণ হল যে স্কেল গঠনকারী উপাদান, অ্যালুমিনিয়াম, অ্যালুমিনা স্কেলের বারবার থার্মো-শক ক্র্যাকিং এবং সংস্কারের কারণে সাবসারফেস এলাকায় অ্যালয় ম্যাট্রিক্সে গ্রাস করা হয়। যদি অবশিষ্ট অ্যালুমিনিয়াম সামগ্রী সমালোচনামূলক ঘনত্বের নীচে হ্রাস পায়, তবে খাদটি আর প্রতিরক্ষামূলক স্কেল সংস্কার করতে পারে না, যার ফলে দ্রুত বর্ধমান আয়রন-ভিত্তিক এবং ক্রোমিয়াম-ভিত্তিক অক্সাইড [3,4] গঠনের মাধ্যমে একটি বিপর্যয়মূলক বিচ্ছিন্ন অক্সিডেশন ঘটে। আশেপাশের বায়ুমণ্ডল এবং পৃষ্ঠের অক্সাইডগুলির ব্যাপ্তিযোগ্যতার উপর নির্ভর করে এটি আরও অভ্যন্তরীণ জারণ বা নাইট্রিডেশন এবং পৃষ্ঠতল অঞ্চলে অবাঞ্ছিত পর্যায়গুলি গঠনের সুবিধা দিতে পারে [5]। হান এবং ইয়ং দেখিয়েছেন যে অ্যালুমিনা স্কেলে Ni Cr Al অ্যালয় তৈরি করে, অভ্যন্তরীণ জারণ এবং নাইট্রিডেশনের একটি জটিল প্যাটার্ন তৈরি হয় [6,7] বায়ুমণ্ডলে উচ্চ তাপমাত্রায় তাপীয় সাইকেল চালানোর সময়, বিশেষত অ্যালয়গুলিতে যাতে শক্তিশালী নাইট্রাইড ফর্ম থাকে। এবং Ti [4]। ক্রোমিয়াম অক্সাইড স্কেলগুলি নাইট্রোজেন প্রবেশযোগ্য বলে পরিচিত, এবং Cr2 N হয় একটি উপ-স্কেল স্তর হিসাবে বা অভ্যন্তরীণ অবক্ষেপ [8,9] হিসাবে গঠন করে। এই প্রভাবটি থার্মাল সাইক্লিং অবস্থার অধীনে আরও গুরুতর হতে পারে বলে আশা করা যেতে পারে যা অক্সাইড স্কেল ক্র্যাকিংয়ের দিকে পরিচালিত করে এবং নাইট্রোজেনের প্রতিবন্ধক হিসাবে এর কার্যকারিতা হ্রাস করে [6]। জারা আচরণ এইভাবে অক্সিডেশনের মধ্যে প্রতিযোগিতার দ্বারা পরিচালিত হয়, যা প্রতিরক্ষামূলক অ্যালুমিনা গঠন/রক্ষণাবেক্ষণের দিকে পরিচালিত করে এবং নাইট্রোজেন প্রবেশের ফলে অ্যালএন ফেজ [6,10] গঠনের মাধ্যমে অ্যালয় ম্যাট্রিক্সের অভ্যন্তরীণ নাইট্রিডেশনের দিকে পরিচালিত করে, যা স্প্যালেশনের দিকে পরিচালিত করে। খাদ ম্যাট্রিক্সের তুলনায় AlN পর্বের উচ্চ তাপীয় প্রসারণের কারণে সেই অঞ্চলটি [9]। অক্সিজেন বা অন্যান্য অক্সিজেন দাতা যেমন H2O বা CO2 সহ বায়ুমণ্ডলে উচ্চ তাপমাত্রায় FeCrAl ধাতুগুলিকে উন্মুক্ত করার সময়, জারণ হল প্রভাবশালী প্রতিক্রিয়া, এবং অ্যালুমিনা স্কেল ফর্ম, যা উচ্চ তাপমাত্রায় অক্সিজেন বা নাইট্রোজেনের জন্য অভেদ্য এবং তাদের অনুপ্রবেশের বিরুদ্ধে সুরক্ষা প্রদান করে। খাদ ম্যাট্রিক্স। কিন্তু, যদি হ্রাস বায়ুমণ্ডল (N2+H2), এবং প্রতিরক্ষামূলক অ্যালুমিনা স্কেল ক্র্যাকের সংস্পর্শে আসে, একটি স্থানীয় বিচ্ছিন্ন অক্সিডেশন অ-প্রতিরক্ষামূলক Cr এবং ফেরিচ অক্সাইড গঠনের মাধ্যমে শুরু হয়, যা ফেরিটিক ম্যাট্রিক্সে নাইট্রোজেন ছড়িয়ে দেওয়ার জন্য একটি অনুকূল পথ প্রদান করে এবং গঠন করে। AlN পর্বের [9]। প্রতিরক্ষামূলক (4.6) নাইট্রোজেন বায়ুমণ্ডল প্রায়শই FeCrAl অ্যালোয়ের শিল্প প্রয়োগে প্রয়োগ করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, একটি প্রতিরক্ষামূলক নাইট্রোজেন বায়ুমণ্ডল সহ তাপ চিকিত্সা চুল্লিগুলিতে প্রতিরোধের হিটারগুলি এই জাতীয় পরিবেশে FeCrAl অ্যালোয়ের ব্যাপক প্রয়োগের একটি উদাহরণ। লেখকরা রিপোর্ট করেছেন যে কম অক্সিজেন আংশিক চাপ [১১] সহ বায়ুমণ্ডলে অ্যানিলিং করার সময় FeCrAlY অ্যালয়গুলির অক্সিডেশন হার যথেষ্ট ধীর হয়। অধ্যয়নের লক্ষ্য ছিল (99.996%) নাইট্রোজেন (4.6) গ্যাসে (Messer® spec. অশুদ্ধতা স্তর O2 + H2O <10 পিপিএম) অ্যানিলিং FeCrAl অ্যালয় (কাঁথাল AF) এর ক্ষয় প্রতিরোধকে প্রভাবিত করে কিনা এবং এটি কতটা নির্ভর করে তা নির্ধারণ করা ছিল অ্যানিলিং তাপমাত্রা, এর পরিবর্তন (থার্মাল-সাইক্লিং), এবং গরম করার হারের উপর।