Стадія руйнування електротермічної оксидної плівки:

Вплив електронагрівальних легованих елементів на стійкість до окислення

Стадія руйнування електротермічної оксидної плівки:

У електронагрівальних сплавах нікель-хром і нікель-хром-залізо елементами, що покращують опір окисленню, є хром і кремній. Нікель, залізо, марганець, вуглець і т. д. в сплаві негативно впливають на стійкість до високотемпературного окислення. Мікроелементи лантан, церій, рідкоземельні елементи, такі як ітрій, можуть покращити стійкість сплаву до окислення.

Після високотемпературного окислення кремній утворює SiO2, який розподіляється на межі розділу між оксидною плівкою та основним металом. SiO2 може перешкоджати проникненню кисню та знижувати швидкість окислення сплаву.

Хром є ключовим елементом для підвищення високотемпературної стійкості до окислення електронагрівальних сплавів нікель-хром і нікель-хром-залізо. Захисна оксидна плівка, утворена сплавом при високій температурі, в основному складається з Cr2O3. Оксидна плівка, в основному виготовлена ​​з Cr2O3, є більш щільною та має сильну адаптивність, що може забезпечити тривале використання сплаву при високих температурах. Зі збільшенням вмісту хрому швидкість окислення сплаву зменшується. Зв’язок між вмістом хрому, температурою та швидкістю окислення в системі Fe-Cr показано на малюнку 3-2.

Щоб підтримувати гарну стійкість до окислення електронагрівального сплаву при високій температурі, необхідно, щоб приріст ваги при окисленні сплаву при цій температурі становив не більше 2.0*10-2g. cm-2.h-1. Відповідно до цього значення, нікель-хромові та нікель-хром-залізні електронагрівальні сплави, що містять 15 відсотків ~ 18 відсотків, 19 відсотків ~ 23 відсотки та 28 відсотків ~ 31 відсоток Cr, найвища температура стійкості до окислення відповідно: 900 ~ 950 градусів , 1000~1100 градусів і 1000~1200 градусів.

Коли внутрішнє окислення сплаву досягає певної межі, оксидна плівка починає тріскатися. Поява тріщин спричиняє надходження великої кількості кисню всередину сплаву, окислення великої кількості заліза, алюмінію, кремнію, хрому тощо, що сприяє швидкому збільшенню швидкості окислення. При цьому в оксидній плівці починає з'являтися велика кількість тріщин, що в кінцевому підсумку призводить до пошкодження.

Коротше кажучи, процес окислення електронагрівального сплаву відображає процес руйнування електронагрівального елемента. Велике значення для продовження терміну служби електротермічного сплаву має те, як створити захисну оксидну плівку та розвинути ступінь стійкості до окислення сплаву.

www.superbheater.com