কাঁথাল এএফ অ্যালয় 837 রেজিস্টোহম অ্যালক্রোম ওয়াই ফেক্রাল অ্যালয়

কাঁথাল এএফ হল একটি ফেরিটিক আয়রন-ক্রোমিয়াম-অ্যালুমিনিয়াম সংকর ধাতু (FeCrAl সংকর ধাতু) যা ১৩০০°C (২৩৭০°F) পর্যন্ত তাপমাত্রায় ব্যবহারের জন্য তৈরি। এই সংকর ধাতুটি চমৎকার জারণ প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং খুব ভালো গঠন স্থিতিশীলতা দ্বারা চিহ্নিত, যার ফলে দীর্ঘ উপাদান জীবন লাভ করে।

কান-থাল এএফ সাধারণত শিল্প চুল্লি এবং গৃহস্থালী যন্ত্রপাতির বৈদ্যুতিক গরম করার উপাদানগুলিতে ব্যবহৃত হয়।

যন্ত্রপাতি শিল্পে এর প্রয়োগের উদাহরণ হল টোস্টার, হেয়ার ড্রায়ারের জন্য খোলা মাইকা উপাদান, ফ্যান হিটারের জন্য বাঁকানো আকৃতির উপাদান এবং ফাইবার অন্তরক উপাদানের উপর খোলা কয়েল উপাদান হিসেবে রেঞ্জে সিরামিক গ্লাস টপ হিটারে, ফুটন্ত প্লেটের জন্য সিরামিক হিটারে, সিরামিক হব দিয়ে রান্নার প্লেটের জন্য ছাঁচে তৈরি সিরামিক ফাইবারের উপর কয়েল, ফ্যান হিটারের জন্য সাসপেন্ডেড কয়েল উপাদান, রেডিয়েটার, কনভেকশন হিটারের জন্য সাসপেন্ডেড স্ট্রেইট ওয়্যার উপাদান, গরম বাতাসের বন্দুক, রেডিয়েটার, টাম্বল ড্রায়ারের জন্য সজারু উপাদান।

সারাংশ বর্তমান গবেষণায়, ৯০০ °C এবং ১২০০ °C তাপমাত্রায় নাইট্রোজেন গ্যাসে (৪.৬) অ্যানিলিং করার সময় বাণিজ্যিক FeCrAl অ্যালয় (কাঁথাল AF) এর ক্ষয় প্রক্রিয়াটি রূপরেখা দেওয়া হয়েছে। মোট এক্সপোজার সময়, উত্তাপের হার এবং অ্যানিলিং তাপমাত্রার বিভিন্নতার সাথে আইসোথার্মাল এবং থার্মো-সাইক্লিক পরীক্ষা করা হয়েছিল। থার্মোগ্রাভিমেট্রিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে বায়ু এবং নাইট্রোজেন গ্যাসে জারণ পরীক্ষা করা হয়েছিল। মাইক্রোস্ট্রাকচারটি স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (SEM-EDX), অগার ইলেক্ট্রন স্পেকট্রোস্কোপি (AES) এবং ফোকাসড আয়ন বিম (FIB-EDX) বিশ্লেষণ দ্বারা চিহ্নিত করা হয়েছে। ফলাফলগুলি দেখায় যে ক্ষয়ের অগ্রগতি AlN ফেজ কণা দ্বারা গঠিত স্থানীয় ভূপৃষ্ঠের নাইট্রিডেশন অঞ্চল গঠনের মাধ্যমে ঘটে, যা অ্যালুমিনিয়াম কার্যকলাপ হ্রাস করে এবং ভঙ্গুরতা এবং স্প্যালেশন সৃষ্টি করে। আল-নাইট্রাইড গঠন এবং আল-অক্সাইড স্কেল বৃদ্ধির প্রক্রিয়াগুলি অ্যানিলিং তাপমাত্রা এবং উত্তাপের হারের উপর নির্ভর করে। দেখা গেছে যে কম অক্সিজেন আংশিক চাপযুক্ত নাইট্রোজেন গ্যাসে অ্যানিলিংয়ের সময় FeCrAl সংকর ধাতুর নাইট্রিডেশন জারণ প্রক্রিয়ার চেয়ে দ্রুততর এবং এটি সংকর ধাতুর অবক্ষয়ের প্রধান কারণ।

ভূমিকা FeCrAl-ভিত্তিক সংকর ধাতু (Kanthal AF ®) উচ্চ তাপমাত্রায় তাদের উচ্চতর জারণ প্রতিরোধের জন্য সুপরিচিত। এই চমৎকার বৈশিষ্ট্যটি পৃষ্ঠে তাপগতিগতভাবে স্থিতিশীল অ্যালুমিনা স্কেল গঠনের সাথে সম্পর্কিত, যা উপাদানটিকে আরও জারণ থেকে রক্ষা করে [1]। উচ্চতর জারা প্রতিরোধের বৈশিষ্ট্য থাকা সত্ত্বেও, FeCrAl-ভিত্তিক সংকর ধাতু থেকে তৈরি উপাদানগুলির জীবনকাল সীমিত হতে পারে যদি অংশগুলি ঘন ঘন উচ্চ তাপমাত্রায় তাপীয় চক্রের সংস্পর্শে আসে [2]। এর একটি কারণ হল স্কেল গঠনকারী উপাদান, অ্যালুমিনা স্কেলের বারবার থার্মো-শক ক্র্যাকিং এবং সংস্কারের কারণে ভূ-পৃষ্ঠ অঞ্চলে অ্যালয় ম্যাট্রিক্সে গ্রাস করা হয়। যদি অবশিষ্ট অ্যালুমিনিয়ামের পরিমাণ সমালোচনামূলক ঘনত্বের নীচে হ্রাস পায়, তাহলে খাদটি আর প্রতিরক্ষামূলক স্কেল সংস্কার করতে পারে না, যার ফলে দ্রুত বর্ধনশীল লোহা-ভিত্তিক এবং ক্রোমিয়াম-ভিত্তিক অক্সাইড তৈরির মাধ্যমে একটি বিপর্যয়কর বিচ্ছিন্ন জারণ ঘটে [3,4]। পার্শ্ববর্তী বায়ুমণ্ডল এবং পৃষ্ঠ অক্সাইডের ব্যাপ্তিযোগ্যতার উপর নির্ভর করে এটি আরও অভ্যন্তরীণ জারণ বা নাইট্রিডেশন এবং ভূ-পৃষ্ঠ অঞ্চলে অবাঞ্ছিত পর্যায় গঠনকে সহজতর করতে পারে [5]। হান এবং ইয়ং দেখিয়েছেন যে অ্যালুমিনা স্কেলে Ni Cr Al অ্যালয় তৈরি হয়, বায়ুমণ্ডলে উচ্চ তাপমাত্রায় তাপীয় চক্রাকারে অভ্যন্তরীণ জারণ এবং নাইট্রিডেশনের একটি জটিল ধরণ তৈরি হয় [6,7], বিশেষ করে Al এবং Ti [4] এর মতো শক্তিশালী নাইট্রাইড ফর্মার ধারণকারী অ্যালয়গুলিতে। ক্রোমিয়াম অক্সাইড স্কেল নাইট্রোজেন প্রবেশযোগ্য বলে পরিচিত, এবং Cr2 N একটি উপ-স্কেল স্তর হিসাবে বা অভ্যন্তরীণ অবক্ষেপ হিসাবে তৈরি হয় [8,9]। তাপীয় চক্রাকারে এই প্রভাব আরও তীব্র হওয়ার আশা করা যেতে পারে যা অক্সাইড স্কেল ফাটলের দিকে পরিচালিত করে এবং নাইট্রোজেনের প্রতিবন্ধক হিসাবে এর কার্যকারিতা হ্রাস করে [6]। এইভাবে ক্ষয় আচরণটি জারণ, প্রতিরক্ষামূলক অ্যালুমিনা গঠন/রক্ষণাবেক্ষণের দিকে পরিচালিত করে এবং নাইট্রোজেন প্রবেশের ফলে AlN ফেজ [6,10] গঠনের মাধ্যমে অ্যালয় ম্যাট্রিক্সের অভ্যন্তরীণ নাইট্রিডেশনের দিকে পরিচালিত করে, যা অ্যালয় ম্যাট্রিক্সের তুলনায় AlN ফেজের উচ্চ তাপীয় প্রসারণের কারণে সেই অঞ্চলের স্প্যালেশনের দিকে পরিচালিত করে [9]। অক্সিজেন বা H2O বা CO2 এর মতো অন্যান্য অক্সিজেন দাতাদের সাথে বায়ুমণ্ডলে উচ্চ তাপমাত্রায় FeCrAl অ্যালয়গুলিকে উন্মুক্ত করার সময়, জারণ প্রভাবশালী বিক্রিয়া হয় এবং অ্যালুমিনা স্কেল তৈরি হয়, যা উচ্চ তাপমাত্রায় অক্সিজেন বা নাইট্রোজেনের জন্য অভেদ্য এবং অ্যালয় ম্যাট্রিক্সে তাদের অনুপ্রবেশের বিরুদ্ধে সুরক্ষা প্রদান করে। কিন্তু, যদি হ্রাস বায়ুমণ্ডল (N2+H2) এবং প্রতিরক্ষামূলক অ্যালুমিনা স্কেল ফাটলের সংস্পর্শে আসে, তাহলে একটি স্থানীয় বিচ্ছিন্ন জারণ অ-প্রতিরক্ষামূলক Cr এবং Ferich অক্সাইড গঠনের মাধ্যমে শুরু হয়, যা ফেরিটিক ম্যাট্রিক্সে নাইট্রোজেন বিস্তার এবং AlN ফেজ গঠনের জন্য একটি অনুকূল পথ প্রদান করে [9]। FeCrAl অ্যালয়গুলির শিল্প প্রয়োগে প্রতিরক্ষামূলক (4.6) নাইট্রোজেন বায়ুমণ্ডল প্রায়শই প্রয়োগ করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, প্রতিরক্ষামূলক নাইট্রোজেন বায়ুমণ্ডল সহ তাপ চিকিত্সা চুল্লিগুলিতে প্রতিরোধী হিটারগুলি এই জাতীয় পরিবেশে FeCrAl অ্যালয়গুলির ব্যাপক প্রয়োগের একটি উদাহরণ। লেখকরা রিপোর্ট করেছেন যে কম অক্সিজেন আংশিক চাপযুক্ত বায়ুমণ্ডলে অ্যানিলিং করার সময় FeCrAlY অ্যালয়গুলির জারণ হার যথেষ্ট ধীর হয় [11]। এই গবেষণার লক্ষ্য ছিল (৯৯.৯৯৬%) নাইট্রোজেন (৪.৬) গ্যাস (মেসার® স্পেক। অপরিষ্কারতার মাত্রা O2 + H2O < ১০ পিপিএম) এ অ্যানিলিং FeCrAl অ্যালয় (কাঁথাল AF) এর ক্ষয় প্রতিরোধকে প্রভাবিত করে কিনা এবং এটি অ্যানিলিং তাপমাত্রা, এর তারতম্য (তাপ-চক্র) এবং উত্তাপের হারের উপর কতটা নির্ভর করে তা নির্ধারণ করা।