Oxidationseigenschaften der elektrischen Heizeisen-Chrom-Aluminium-Legierung
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Oxidationseigenschaften der elektrischen Heizeisen-Chrom-Aluminium-Legierung
In der elektrischen Heizlegierung Eisen-Chrom-Aluminium sind die Elemente, die die Oxidationsleistung verbessern können, Aluminium und Chrom, wobei die Rolle von Aluminium besonders wichtig ist. Wenn die Legierung einer hohen Temperatur ausgesetzt ist, bildet sich auf der Oberfläche ein dichter Al2O3-Oxidfilm, der die Oxidation der Legierung verringern kann. Die starke Kombination aus Al2O3-Oxidfilm und Basislegierung ist der idealste schützende Oxidfilm. Daher weisen Eisen-Chrom-Aluminium-Legierungen eine bessere Oxidationsbeständigkeit auf als Nickel-Chrom- und Nickel-Chrom-Eisen-Legierungen.
Die Ergebnisse der Röntgenstrukturanalyse zeigen, dass der Oxidfilm in innere und äußere Schichten unterteilt ist. Unter 900 Grad besteht die Oberflächenschicht hauptsächlich aus -Al2O3 und Fe2O4, die Schichtdicke beträgt etwa 30 nm, die Innenschicht besteht hauptsächlich aus Al2O3, die Schichtdicke beträgt etwa 100 nm, über 1000 Grad besteht -Al2O3 in der Oberflächenschicht wird in ∝-Al2O3 umgewandelt, die innere Schicht ist außer ∝-Al2O3 FeAl2O4. Die Analyse der Oxidationsreaktionsprodukte von Eisen-Chrom-Aluminium-Elektroheizlegierungen zeigt, dass sich die Zusammensetzung des Oxidfilms mit der Temperatur ändert. Unterhalb von 700 Grad besteht es aus Al2O3, Cr2O3 und Fe2O3. Oberhalb von 700 Grad steigt der Gehalt an Al2O3 mit steigender Temperatur. Es besteht alles aus Al2O3, und Cr2O3 und Fe2O3 sind entsprechend reduziert. Die Schutzwirkung des Oxidfilms nimmt mit zunehmendem Al2O3-Gehalt zu.
Mangan verringert die Oxidationsbeständigkeit der Legierung und erhöht die Oxidationsrate. Bei hoher Temperatur wird Mangan einer Oxidationsreaktion unterzogen, um MnO zu erzeugen. Bei hoher Temperatur kann sich MnO mit Cr2O3 zu Manganspinell verbinden. Wenn Manganspinell im Oxidfilm vorhanden ist, steigt die Oxidationsrate der Legierung schnell an. Manganspinell verringert außerdem die Bindungsstärke des Oxidfilms und der Grundlegierung, wodurch sich der Oxidfilm leicht ablösen lässt. Daher kann Mangan die Oxidationsbeständigkeit von Nickel-Chrom- und Nickel-Chrom-Elektroheizlegierungen verringern. Es ist sinnvoll, den Mangangehalt in der oben genannten Legierung auf 1,0 Prozent oder weniger zu begrenzen. Bei höheren Gehalten an Nickel-Chrom- und Nickel-Chrom-basierten Eisenlegierungen kann der Mangangehalt jedoch entsprechend erhöht werden.
Die Rolle von Eisen ähnelt der von Mangan. Aus wirtschaftlichen Gründen achten die Hersteller immer noch auf einen hohen Eisengehalt in Nickel-Chrom-Legierungen.
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