Alcatrão de alumínio e alumínio

O AF Kan-thal é tipicamente usado em elementos de aquecimento elétrico em fornos industriais e eletrodomésticos.

Exemplos de aplicações na indústria de aparelhos são em elementos de mica aberta para torradeiras, secadores de cabelo,em elementos em forma de meandro para aquecedores de ventilador e como elementos de bobina aberta em material isolante de fibras em aquecedores de vidro cerâmico em faixas, em aquecedores de cerâmica para placas de ebulição, bobinas em fibras cerâmicas moldadas para placas de cozinha com panelas de cerâmica, em elementos de bobina suspensos para aquecedores de ventilador,em elementos de fio direito suspensos para radiadores, aquecedores de convecção, em elementos de porco-espinho para armas de ar quente, radiadores, secadores.

Resumo O presente estudo descreve o mecanismo de corrosão da liga comercial de FeCrAl (Kanthal AF) durante o recozimento em gás nitrogénio (4.6) a 900 °C e 1200 °C.Ensaios isotérmicos e termocíclicos com tempos de exposição totais variáveisOs testes de oxidação no ar e no gás nitrogénio foram efectuados por análise termogravimétrica.A microstrutura é caracterizada pela microscopia eletrônica de varredura (SEM-EDX), Espectroscopia de elétrons 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 de nitratação subterrâneas localizadas., composto por partículas de fase AlN, o que reduz a atividade do alumínio e provoca frágil e espalhamento.Os processos de formação de al-nitruro e crescimento da escala de óxido de ál dependem da temperatura de recozimento e da taxa de aquecimento. It was found that nitridation of the FeCrAl alloy is a faster process than oxidation during annealing in a nitrogen gas with low oxygen partial pressure and represents the main cause of alloy degradation.

Introdução As ligas à base de FeCrAl ¢ (Kanthal AF ®) são bem conhecidas pela sua superior resistência à oxidação a temperaturas elevadas.Esta excelente propriedade está relacionada com a formação de escamas de alumina termodinâmicamente estáveis na superfície, o que protege o material contra uma 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 partes forem frequentemente expostas a ciclos térmicos a temperaturas elevadas [2]Uma das razões para isto é que o elemento formador de escala, o alumínio,É consumido na matriz de liga na área subterrânea devido ao craqueamento e reforma repetidos da escala de alumina por choque térmico.Se o teor de alumínio restante diminuir abaixo da concentração crítica, a liga não poderá mais reformar a escala protetora.resultando numa oxidação catastrófica por ruptura pela formação de óxidos à base de ferro e cromo em rápido crescimento [3].,4].Dependendo da atmosfera circundante e da permeabilidade dos óxidos da superfície, isto pode facilitar uma oxidação interna ou nitruração adicionais e a formação de fases indesejadas na região subterrânea [5]Han e Young demonstraram que, na escala de alumina formando ligas de NiCrAl, desenvolve-se um padrão complexo de oxidação interna e nitruração [6,7] durante o ciclo térmico a temperaturas elevadas numa atmosfera de ar, especialmente em ligas que contenham nitritos fortes como Al e Ti [4]. As escamas de óxido de cromo são conhecidas por serem permeáveis a nitrogénio,e Cr2 N forma-se como uma subcamada de escamas ou como precipitado interno [8].Este efeito pode ser mais severo em condições de ciclo térmico que conduzem ao craqueamento da escala de óxido e reduzem a sua eficácia como barreira ao nitrogénio [6].O comportamento de corrosão é, portanto, regido pela concorrência entre a oxidação, o que conduz à formação/manutenção de alumina protetora e à entrada de azoto, o que conduz à nitruração interna da matriz de liga pela formação de fase AlN [6,10],que conduz à spallação dessa região devido à maior expansão térmica da fase AlN em comparação com a matriz de liga [9]Quando as ligas de FeCrAl são expostas a altas temperaturas em atmosferas com oxigénio ou outros doadores de oxigénio, tais como H2O ou CO2, a oxidação é a reacção dominante e a alumina forma escamas,que é impermeável ao oxigénio ou ao nitrogénio a temperaturas elevadas e protege contra a sua intrusão na matriz de ligaMas, se expostos a uma atmosfera de redução (N2+H2) e a uma rachadura protectora da escama de alumina, inicia-se uma oxidação local de ruptura pela formação de óxidos de Cr e de Ferich não protetores.que proporcionam uma via favorável para a difusão de azoto na matriz ferrítica e formação da fase AlN [9]A atmosfera protetora de nitrogénio (4.6) é frequentemente aplicada nas aplicações industriais de ligas de FeCrAl.Os aquecedores de resistência em fornos de tratamento térmico com uma atmosfera protetora de nitrogénio são um exemplo da aplicação generalizada de ligas FeCrAl nesse ambiente.Os autores relatam que a taxa de oxidação das ligas FeCrAlY é consideravelmente mais lenta quando aquecida numa atmosfera com baixas pressões parciais de oxigénio [11].O objectivo do estudo foi determinar se o recozimento (99.996%) gás nitrogénio (4.6) (nível de impurezas O2 + H2O < 10 ppm de acordo com as especificações de Messer®) afeta a resistência à corrosão da liga FeCrAl (Kanthal AF) e em que medida depende da temperatura de recozimento,sua variação (ciclo térmico), e taxa de aquecimento.