ಕಾಂತಲ್ ಎಎಫ್ ಮಿಶ್ರಲೋಹ 837 ರೆಸಿಸ್ಟಾಮ್ ಆಲ್ಕ್ರೋಮ್ ವೈ ಫೆಕ್ರಲ್ ಮಿಶ್ರಲೋಹ

ಕಾಂತಲ್ ಎಎಫ್ 1300 ° C (2370 ° F) ವರೆಗಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲು ಫೆರಿಟಿಕ್ ಕಬ್ಬಿಣ-ಕ್ರೋಮಿಯಂ-ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಮಿಶ್ರಲೋಹ (FeCrAl ಮಿಶ್ರಲೋಹ). ಮಿಶ್ರಲೋಹವು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ನಿರೋಧಕತೆ ಮತ್ತು ಉತ್ತಮ ರೂಪದ ಸ್ಥಿರತೆಯಿಂದ ನಿರೂಪಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ, ಇದು ದೀರ್ಘ ಅಂಶದ ಜೀವಿತಾವಧಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.

ಕನ್-ಥಾಲ್ ಎಎಫ್ ಅನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಕುಲುಮೆಗಳು ಮತ್ತು ಗೃಹೋಪಯೋಗಿ ಉಪಕರಣಗಳಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ತಾಪನ ಅಂಶಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಉಪಕರಣ ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿನ ಅನ್ವಯಗಳ ಉದಾಹರಣೆಯೆಂದರೆ ಟೋಸ್ಟರ್‌ಗಳು, ಹೇರ್ ಡ್ರೈಯರ್‌ಗಳು, ಫ್ಯಾನ್ ಹೀಟರ್‌ಗಳಿಗೆ ಮೀಂಡರ್ ಆಕಾರದ ಅಂಶಗಳಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಫೈಬರ್ ನಿರೋಧಕ ವಸ್ತುಗಳ ಮೇಲೆ ತೆರೆದ ಕಾಯಿಲ್ ಅಂಶಗಳಲ್ಲಿ ಸಿರಾಮಿಕ್ ಗ್ಲಾಸ್ ಟಾಪ್ ಹೀಟರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಶ್ರೇಣಿಗಳಲ್ಲಿ, ಸಿರಾಮಿಕ್ ಹೀಟರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಕುದಿಯುವ ಪ್ಲೇಟ್‌ಗಳು, ಸುರುಳಿಗಳು. ಸೆರಾಮಿಕ್ ಹಾಬ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಅಡುಗೆ ಪ್ಲೇಟ್‌ಗಳಿಗಾಗಿ ಅಚ್ಚು ಮಾಡಿದ ಸೆರಾಮಿಕ್ ಫೈಬರ್‌ನಲ್ಲಿ, ಫ್ಯಾನ್ ಹೀಟರ್‌ಗಳಿಗೆ ಅಮಾನತುಗೊಳಿಸಿದ ಕಾಯಿಲ್ ಅಂಶಗಳಲ್ಲಿ, ರೇಡಿಯೇಟರ್‌ಗಳಿಗೆ ಅಮಾನತುಗೊಳಿಸಿದ ನೇರ ತಂತಿ ಅಂಶಗಳಲ್ಲಿ, ಕನ್ವೆಕ್ಷನ್ ಹೀಟರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ, ಬಿಸಿ ಗಾಳಿಯ ಗನ್‌ಗಳಿಗೆ ಮುಳ್ಳುಹಂದಿ ಅಂಶಗಳಲ್ಲಿ, ರೇಡಿಯೇಟರ್‌ಗಳು, ಟಂಬಲ್ ಡ್ರೈಯರ್‌ಗಳು.

ಪ್ರಸ್ತುತ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ, 900 °C ಮತ್ತು 1200 °C ನಲ್ಲಿ ಸಾರಜನಕ ಅನಿಲದಲ್ಲಿ (4.6) ಅನೆಲಿಂಗ್ ಮಾಡುವಾಗ ವಾಣಿಜ್ಯ FeCrAl ಮಿಶ್ರಲೋಹದ (ಕಾಂತಲ್ AF) ತುಕ್ಕು ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವನ್ನು ವಿವರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಐಸೊಥರ್ಮಲ್ ಮತ್ತು ಥರ್ಮೋ-ಸೈಕ್ಲಿಕ್ ಪರೀಕ್ಷೆಗಳನ್ನು ವಿವಿಧ ಒಟ್ಟು ಮಾನ್ಯತೆ ಸಮಯಗಳು, ತಾಪನ ದರಗಳು ಮತ್ತು ಅನೆಲಿಂಗ್ ತಾಪಮಾನಗಳೊಂದಿಗೆ ನಡೆಸಲಾಯಿತು. ಥರ್ಮೋಗ್ರಾವಿಮೆಟ್ರಿಕ್ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯಿಂದ ಗಾಳಿ ಮತ್ತು ಸಾರಜನಕ ಅನಿಲದಲ್ಲಿನ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಪರೀಕ್ಷೆಯನ್ನು ನಡೆಸಲಾಯಿತು. ಮೈಕ್ರೋಸ್ಟ್ರಕ್ಚರ್ ಅನ್ನು ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ (SEM-EDX), ಆಗರ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ (AES), ಮತ್ತು ಫೋಕಸ್ಡ್ ಐಯಾನ್ ಬೀಮ್ (FIB-EDX) ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯಿಂದ ನಿರೂಪಿಸಲಾಗಿದೆ. ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ದೌರ್ಬಲ್ಯ ಮತ್ತು ಸ್ಪಲ್ಲೇಷನ್ ಅನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುವ AlN ಹಂತದ ಕಣಗಳಿಂದ ರಚಿತವಾಗಿರುವ ಸ್ಥಳೀಯ ಸಬ್‌ಸರ್ಫೇಸ್ ನೈಟ್ರಿಡೇಶನ್ ಪ್ರದೇಶಗಳ ರಚನೆಯ ಮೂಲಕ ತುಕ್ಕು ಪ್ರಗತಿಯು ನಡೆಯುತ್ತದೆ ಎಂದು ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ. ಅಲ್-ನೈಟ್ರೈಡ್ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಅಲ್-ಆಕ್ಸೈಡ್ ಪ್ರಮಾಣದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಅನೆಲಿಂಗ್ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ತಾಪನ ದರವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. FeCrAl ಮಿಶ್ರಲೋಹದ ನೈಟ್ರಿಡೇಶನ್ ಕಡಿಮೆ ಆಮ್ಲಜನಕದ ಭಾಗಶಃ ಒತ್ತಡದೊಂದಿಗೆ ಸಾರಜನಕ ಅನಿಲದಲ್ಲಿ ಅನೆಲಿಂಗ್ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಕ್ಕಿಂತ ವೇಗವಾದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಮಿಶ್ರಲೋಹದ ಅವನತಿಗೆ ಮುಖ್ಯ ಕಾರಣವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ.

ಪರಿಚಯ FeCrAl - ಆಧಾರಿತ ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳು (ಕಾಂತಲ್ AF ®) ಎತ್ತರದ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಅವುಗಳ ಉತ್ಕರ್ಷಣ ಪ್ರತಿರೋಧಕ್ಕೆ ಹೆಸರುವಾಸಿಯಾಗಿದೆ. ಈ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಗುಣವು ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣಬಲವಾಗಿ ಸ್ಥಿರವಾದ ಅಲ್ಯೂಮಿನಾ ಪ್ರಮಾಣದ ರಚನೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ, ಇದು ಮತ್ತಷ್ಟು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ವಿರುದ್ಧ ವಸ್ತುವನ್ನು ರಕ್ಷಿಸುತ್ತದೆ [1]. ಉತ್ಕೃಷ್ಟವಾದ ತುಕ್ಕು ನಿರೋಧಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಹೊರತಾಗಿಯೂ, FeCrAl-ಆಧಾರಿತ ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳಿಂದ ತಯಾರಿಸಲಾದ ಘಟಕಗಳ ಜೀವಿತಾವಧಿಯು ಎತ್ತರದ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣ ಸೈಕ್ಲಿಂಗ್‌ಗೆ ಆಗಾಗ್ಗೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಂಡರೆ ಸೀಮಿತಗೊಳಿಸಬಹುದು [2]. ಇದಕ್ಕೆ ಒಂದು ಕಾರಣವೆಂದರೆ, ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಅನ್ನು ಪುನರಾವರ್ತಿತ ಥರ್ಮೋ-ಶಾಕ್ ಕ್ರ್ಯಾಕಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಅಲ್ಯುಮಿನಾ ಸ್ಕೇಲ್‌ನ ಸುಧಾರಣೆಯಿಂದಾಗಿ ಭೂಗರ್ಭದ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿನ ಮಿಶ್ರಲೋಹದ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಸ್ಕೇಲ್ ರೂಪಿಸುವ ಅಂಶವನ್ನು ಸೇವಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಉಳಿದ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಅಂಶವು ನಿರ್ಣಾಯಕ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆಯಾದರೆ, ಮಿಶ್ರಲೋಹವು ಇನ್ನು ಮುಂದೆ ರಕ್ಷಣಾತ್ಮಕ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ, ಇದು ವೇಗವಾಗಿ ಬೆಳೆಯುತ್ತಿರುವ ಕಬ್ಬಿಣ-ಆಧಾರಿತ ಮತ್ತು ಕ್ರೋಮಿಯಂ-ಆಧಾರಿತ ಆಕ್ಸೈಡ್‌ಗಳ ರಚನೆಯಿಂದ ದುರಂತದ ವಿಘಟನೆಯ ಉತ್ಕರ್ಷಣಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ವಾತಾವರಣ ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಮೈ ಆಕ್ಸೈಡ್‌ಗಳ ಪ್ರವೇಶಸಾಧ್ಯತೆಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ ಇದು ಮತ್ತಷ್ಟು ಆಂತರಿಕ ಉತ್ಕರ್ಷಣ ಅಥವಾ ನೈಟ್ರೈಡೇಶನ್ ಮತ್ತು ಭೂಗರ್ಭ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಅನಪೇಕ್ಷಿತ ಹಂತಗಳ ರಚನೆಯನ್ನು ಸುಗಮಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ [5]. Ni Cr Al ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಅಲ್ಯುಮಿನಾ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ, ಗಾಳಿಯ ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ ಎತ್ತರದ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಥರ್ಮಲ್ ಸೈಕ್ಲಿಂಗ್ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಆಂತರಿಕ ಉತ್ಕರ್ಷಣ ಮತ್ತು ನೈಟ್ರಿಡೇಶನ್‌ನ ಸಂಕೀರ್ಣ ಮಾದರಿಯು [6,7] ಬೆಳವಣಿಗೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಹ್ಯಾನ್ ಮತ್ತು ಯಂಗ್ ತೋರಿಸಿದ್ದಾರೆ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಅಲ್ ನಂತಹ ಪ್ರಬಲ ನೈಟ್ರೈಡ್ ಮಾಜಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳಲ್ಲಿ. ಮತ್ತು ತಿ [4]. ಕ್ರೋಮಿಯಂ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಮಾಪಕಗಳು ಸಾರಜನಕ ಪ್ರವೇಶಸಾಧ್ಯವೆಂದು ತಿಳಿದುಬಂದಿದೆ ಮತ್ತು Cr2 N ಒಂದು ಉಪ-ಪ್ರಮಾಣದ ಪದರವಾಗಿ ಅಥವಾ ಆಂತರಿಕ ಅವಕ್ಷೇಪ [8,9] ಆಗಿ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಥರ್ಮಲ್ ಸೈಕ್ಲಿಂಗ್ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಈ ಪರಿಣಾಮವು ಹೆಚ್ಚು ತೀವ್ರವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಿರೀಕ್ಷಿಸಬಹುದು, ಇದು ಆಕ್ಸೈಡ್ ಪ್ರಮಾಣದ ಬಿರುಕುಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಾರಜನಕಕ್ಕೆ ತಡೆಗೋಡೆಯಾಗಿ ಅದರ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿತ್ವವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ [6]. ಸವೆತದ ನಡವಳಿಕೆಯು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ನಡುವಿನ ಸ್ಪರ್ಧೆಯಿಂದ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ, ಇದು ರಕ್ಷಣಾತ್ಮಕ ಅಲ್ಯೂಮಿನಾ ರಚನೆ/ನಿರ್ವಹಣೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ನೈಟ್ರೋಜನ್ ಪ್ರವೇಶವು AlN ಹಂತ [6,10] ರಚನೆಯ ಮೂಲಕ ಮಿಶ್ರಲೋಹದ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್‌ನ ಆಂತರಿಕ ನೈಟ್ರಿಡೇಶನ್‌ಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಸ್ಪಲ್ಲೇಷನ್‌ಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಮಿಶ್ರಲೋಹ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ [9] ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ AlN ಹಂತದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣ ವಿಸ್ತರಣೆಯಿಂದಾಗಿ ಆ ಪ್ರದೇಶ. ಆಮ್ಲಜನಕ ಅಥವಾ H2O ಅಥವಾ CO2 ನಂತಹ ಇತರ ಆಮ್ಲಜನಕ ದಾನಿಗಳೊಂದಿಗೆ ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ FeCrAl ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ಒಡ್ಡಿದಾಗ, ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವು ಪ್ರಬಲವಾದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಅಲ್ಯೂಮಿನಾ ಪ್ರಮಾಣದ ರೂಪಗಳು, ಇದು ಎತ್ತರದ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕ ಅಥವಾ ಸಾರಜನಕಕ್ಕೆ ಅಗ್ರಾಹ್ಯವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಒಳನುಗ್ಗುವಿಕೆಯಿಂದ ರಕ್ಷಣೆ ನೀಡುತ್ತದೆ. ಮಿಶ್ರಲೋಹ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್. ಆದರೆ, ಕಡಿತ ವಾತಾವರಣಕ್ಕೆ (N2+H2) ಮತ್ತು ರಕ್ಷಣಾತ್ಮಕ ಅಲ್ಯುಮಿನಾ ಸ್ಕೇಲ್ ಕ್ರ್ಯಾಕ್‌ಗೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಂಡರೆ, ರಕ್ಷಣಾತ್ಮಕವಲ್ಲದ Cr ಮತ್ತು ಫೆರಿಚ್ ಆಕ್ಸೈಡ್‌ಗಳ ರಚನೆಯಿಂದ ಸ್ಥಳೀಯ ವಿಘಟನೆಯ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವು ಪ್ರಾರಂಭವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಫೆರಿಟಿಕ್ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ರಚನೆಗೆ ಸಾರಜನಕ ಪ್ರಸರಣಕ್ಕೆ ಅನುಕೂಲಕರ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. AlN ಹಂತದ [9]. FeCrAl ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಅನ್ವಯದಲ್ಲಿ ರಕ್ಷಣಾತ್ಮಕ (4.6) ಸಾರಜನಕ ವಾತಾವರಣವನ್ನು ಆಗಾಗ್ಗೆ ಅನ್ವಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ರಕ್ಷಣಾತ್ಮಕ ಸಾರಜನಕ ವಾತಾವರಣದೊಂದಿಗೆ ಶಾಖ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ಕುಲುಮೆಗಳಲ್ಲಿನ ಪ್ರತಿರೋಧ ಹೀಟರ್‌ಗಳು ಅಂತಹ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ FeCrAl ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳ ವ್ಯಾಪಕವಾದ ಅನ್ವಯಕ್ಕೆ ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿದೆ. ಕಡಿಮೆ ಆಮ್ಲಜನಕದ ಆಂಶಿಕ ಒತ್ತಡದೊಂದಿಗೆ [11] ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ ಅನೆಲಿಂಗ್ ಮಾಡುವಾಗ FeCrAlY ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ದರವು ಗಣನೀಯವಾಗಿ ನಿಧಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಲೇಖಕರು ವರದಿ ಮಾಡಿದ್ದಾರೆ. ಅಧ್ಯಯನದ ಗುರಿಯು (99.996%) ಸಾರಜನಕ (4.6) ಅನಿಲ (Messer® ಸ್ಪೆಕ್. ಅಶುದ್ಧತೆಯ ಮಟ್ಟ O2 + H2O <10 ppm) ನಲ್ಲಿ ಅನೆಲಿಂಗ್ ಮಾಡುವುದು FeCrAl ಮಿಶ್ರಲೋಹದ (ಕಾಂತಲ್ AF) ತುಕ್ಕು ನಿರೋಧಕತೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆಯೇ ಮತ್ತು ಅದು ಎಷ್ಟರ ಮಟ್ಟಿಗೆ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುವುದು. ಅನೆಲಿಂಗ್ ತಾಪಮಾನ, ಅದರ ವ್ಯತ್ಯಾಸ (ಥರ್ಮಲ್-ಸೈಕ್ಲಿಂಗ್) ಮತ್ತು ತಾಪನ ದರದ ಮೇಲೆ.