Напредак истраживања феритних плочастих конектора отпорних на хабање
Хитацхи Метал Цомпани је 1997. године развила метални материјал Фе-22Цр феритну легуру система ЗМГ232 за СОФЦ конекторе са радном температуром од 1000 степени. Феритни материјал је одабран као СОФЦ конектор јер феритни материјал има нижи коефицијент топлотног ширења од аустенита, који је сличнији материјалу СОФЦ компоненте. Компанија је затим усвојила низ мера за побољшање процеса, као што је смањење садржаја оксида нечистоћа, и развила ЗМГ232Л плочу отпорну на хабање 2005. године.
ЗМГ232Л плоча отпорна на хабање може формирати густ Цр2О3 оксидни слој у радном окружењу, тако да има инхерентну добру електричну проводљивост у исто време, али такође има изузетну отпорност на оксидацију. Иако се отпорност на оксидацију конектора може добити и формирањем Ал2О3 оксидног слоја, Ал2О3 нема електричну проводљивост на радној температури плоче отпорне на хабање ЗМГ232Л, тако да је легура Цр2О3 оксидног слоја са малим отпором на високим температурама погодна за СОФЦ конектор метални материјали.
Са континуираним развојем СОФЦ-а, постављени су већи захтеви за металне материјале конектора – да би се додатно побољшала отпорност на оксидацију и смањила количина испаравања Цра које стварају метални материјали како би се смањио утицај на перформансе компоненти за производњу енергије. На основу плоче отпорне на хабање ЗМГ232Л, Хитацхи Метал Цомпани је реализовала дизајн филма и легуре за згушњавање састављене од слоја спинела и слоја хром-оксида са електричном проводљивошћу додавањем легирајућих елемената и оптимизујућих компоненти и развила нову плочу од легуре ЗМГ232Г10 отпорну на хабање са отпорност на оксидацију и електрична проводљивост повећана за око 2 пута.
Структура оксидног слоја и дизајн легуре ЗМГ232Г10 плоче отпорне на хабање су укратко представљени у наставку.
Када се плоча отпорна на хабање ЗМГ232Л термички обрађује у оксидационој атмосфери, на површини радног предмета се формира двослојни оксидни слој, површински слој је (Мн, Цр) 3О4 оксидни слој, унутрашњи слој (матрица) је Цр2О3 оксидни слој. Отпорност на оксидацију зависи од слоја оксида Цр2О3, али испаравање елемента Цр који се налази у њему ће довести до погоршања перформанси елемента за производњу енергије, иако ће слој (Мн,Цр) 3О4 оксида имати одређени инхибиторни ефекат. на испаравање Цр, али брзина оксидације (Мн,Цр) 3О4 чини заштитни ефекат ограниченим.
Да би се решили горе наведени проблеми, предузете су следеће мере у дизајну легуре.
1) Побољшајте отпорност на оксидацију: смањите садржај Мн и смањите брзину оксидације (Мн, Цр) 3О4;
2) Инхибирајте испаравање Цр: Додајте Цу, Цу дифундује у (Мн,Цр) 3О4 оксидни слој, згушњавајући (Мн, Цр) 3О4 оксидни слој.
Због горе наведених мера дизајна састава, плоча отпорна на хабање ЗМГ232Г10 има бољу отпорност на оксидацију од плоче отпорне на хабање ЗМГ232Л, а количина испаравања Цр је смањена.
ЗМГ232Г10 хабајућа плоча и друга поређење хабајућих плоча
Да би се СОФЦ комерцијализовао, трошкови производње сваке компоненте морају бити смањени. Последњих година проучавана је примена феритне плоче отпорне на хабање у СОФЦ конекторима. Отпорност на оксидацију ЗМГ232Г10 конектора плоча отпорних на хабање које је развила компанија Хитацхи Метал Цомпани упоређена је са другим плочама отпорним на хабање, а тестни узорак је био дебљине 10 мм. Пошто је дебљина плоче тања, то је гора отпорност легуре на оксидацију, потребно је обратити пажњу на дизајн дебљине када се плоча отпорна на хабање користи као материјал СОФЦ конектора. Када се ЗМГ232Г10 користи као СОФЦ конектор, може се користити тањи материјал од обичне плоче отпорне на хабање.
Што је мања промена прираста оксидације са временом, то је боља отпорност на оксидацију, као што је отпорност на оксидацију хабајуће плоче ЗМГ232Г10 знатно боља од СУС430. У нормалним околностима, прираст оксидације легуре која формира оксидни слој се повећава у складу са параболичким правилом са повећањем времена, али оксидациони инкремент СУС430 нагло расте са повећањем времена у почетном оксидационом третману. Пре времена оксидације од 2500х, тренд промене прираста оксидације СУС444 је у основи исти као код ЗМГ232Г10, али након повећања, прираст оксидације СУС444 се брзо смањује, што је резултат љуштења његовог оксидационог слоја са отпорношћу на оксидацију. Горње поређење показује да у поређењу са плочама отпорним на хабање ЗМГ232Г10, СУС430 и СУС444 имају слабу отпорност на оксидацију.
