<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<Gradivo ID="134186" NadgradivoID="0" NRID="14196155" OceID="0" DomainUrl="https://repozitorij.uni-lj.si/" IzpisPolniUrl="https://repozitorij.uni-lj.si/IzpisGradiva.php?lang=slv&amp;id=134186" StOgledov="2137" StPrenosov="286" StOcen="0" VsotaOcen="0" DatumIzvoza="2026-09-16 05:05:49" OcenaSkupna="0" StPodgradiv="0" StudijskiProgramEvsID="0" JeIndeksirano="0" JeVecAvtorjev="0" DovoliZahtevkeZaDostop="0">
  <PID Url="http://hdl.handle.net/20.500.12556/RUL-134186">20.500.12556/RUL-134186</PID>
  <Naslov>Aluminiziranje zlitine FeCrAl za električne uporovne grelne elemente</Naslov>
  <Podnaslov>magistrsko delo</Podnaslov>
  <TujJezik_Naslov>Aluminizing FeCrAl alloy for electrical resistance heating elements</TujJezik_Naslov>
  <TujJezik_Podnaslov>master&#039;s thesis</TujJezik_Podnaslov>
  <Opis>Zlitine FeCrAl, s komercialnim imenom Kanthal®, so visokotemperaturno obstojne 
zlitine z visoko električno upornostjo in odlično oksidacijsko odpornostjo, zato se jih 
uporablja za uporovno grelne in konstrukcijske elemente, ki so izpostavljeni visokim 
temperaturam (do 1400 °C). Visokotemperaturna oksidacijska odpornost je posledica 
nastanka termodinamično stabilne plasti aluminijevega oksida (Al2O3) na površini, ki 
ovira prehod kisika v notranjost materiala in ščiti material pred nadaljnjo oksidacijo. 
Vendar pa je življenjska doba teh elementov omejena, če so izpostavljeni cikličnim 
toplotnim obremenitvam pri temperaturah nad 1000 °C. Težava je v tem, da zaradi 
relativno hitrih temperaturnih sprememb in različnih temperaturnih raztezkov oksidne 
plasti ter osnovne zlitine prihaja do pokanja oksidne plasti. Dokler je v podpovršinski 
plasti dovolj visoka koncentracija aluminija v trdni raztopini ?-Fe(CrAl), bo nastalo 
razpoko hitro zapolnila nova plast aluminijevega oksida. Aluminij v trdni raztopini se 
zaradi tega porablja in ko se njegova koncentracija v podpovršinskem področju zniža 
pod kritično vrednost (? 3 mas.%), zaščitna plast aluminijevega oksida preneha 
nastajati. To povzroči oksidacijo železa in drugih legirnih elementov ter postopen 
propad grelnega oziroma konstrukcijskega elementa. Ker pri izdelavi teh zlitin ne 
moremo poljubno povečevati deleža aluminija, saj jih pri deležu Al &gt;7,5 mas.% zaradi 
vse večje krhkosti ne moremo več valjati v trak ali vleči v žico, je bil glavni cilj naše 
raziskave ugotoviti ali je možno povečati koncentracijo aluminija v podpovršinski plasti 
izdelka iz zlitine Kanthal AF, ne da bi se nam na površini tvorila aluminidna plast iz 
intermetalnih faz AlxFey. S tem bi se podaljšala sposobnost obnavljanja oksidne plasti 
in življenjska doba izdelka. Obogatitev podpovršinskega področja z aluminijem smo 
izvajali s postopkom aluminiziranja v zasipu.
Postopek aluminiziranja v zasipu je potekal v cevni peči, v kateri smo vzorce, zakopane 
v mešanici prahov aluminija Al ali predzlitine FeAl, aluminijevega oksida Al2O3 in 
aktivatorja (halogenidne soli: AlCl3 ali NH4Cl), žarili pri različnih temperaturah in časih. 
Obdelane vzorce smo analizirali z vrstičnim elektronskim mikroskopom in preiskovali 
stanje površine, globino aluminiziranja in strukturo površinskega sloja. 
Ugotavljamo, da imajo vir aluminija ter delež aktivatorja in aluminija ključno vlogo pri 
hitrosti depozicije aluminija na površino izdelka, le ta pa na to, katere faze se bodo 
tvorile na površini in do katere globine bo difundiral aluminij po določenem času 
žarjenja pri določeni temperaturi. V kolikor želimo samo obogatiti podpovršinsko 
področje zlitine Kanthal AF z aluminijem, ne da bi se nam tvorila aluminidna plast na 
površini, je priporočljivo uporabljati predzlitino FeAl kot vir aluminija v zasipu.</Opis>
  <TujJezik_Opis>FeCrAl alloys, trade name Kanthal®, are temperature resistant alloys with high 
electrical resistance and excellent oxidation resistance and are used for resistance 
heaters and components for high temperature applications (up to 1400 ° C). The 
oxidation resistance is related to the formation of a thermodynamically stable layer of 
aluminum oxide (alumina, Al2O3), which hinders the diffusion of oxygen into the interior 
of the material and protects the material from further oxidation. However, the lifetime 
of these elements is limited when the elements are subjected to cyclic thermal loads 
at temperatures above 1000 °C. The problem is that the alumina oxide layer cracks 
due to the relatively rapid temperature changes and the difference in the coefficient of 
thermal expansion of the oxide layer and the base alloy. As long as there is a 
sufficiently high concentration of aluminum in the solid solution α-Fe(CrAl) in the 
underlying layer, the resulting crack will be quickly filled with a new layer of alumina. 
Aluminum in solid solution is thus consumed, and when its concentration in the 
subsurface falls below a critical value (⡈ 3 mas. %), the protective layer of alumina no 
longer forms. This leads to the oxidation of iron and other alloying elements and the 
gradual deterioration of the heating or structural element. Since we cannot arbitrarily 
increase the aluminum content (max. 7.5 mas. %) in the production of these alloys, 
since they can no longer be rolled into strips or drawn into wires due to the loss of 
ductility, the main objective of our research was to determine whether it is possible to 
increase the aluminum concentration in the subsurface layer of the alloy product 
without the formation of an aluminide layer of intermetallic AlxFey phases on the 
surface. This would increase the ability to renew the oxide layer and extend the life of 
the product. The enrichment of the subsurface area with aluminum was carried out by 
the pack aluminizing process.
The main objective of this master thesis was to increase the concentration of aluminum 
in the subsurface layer of α-Fe(CrAl) solid solution in order to improve the ability to 
form oxide layers during the lifetime of the element made of this alloy. For this purpose, 
the surface of the studied FeCrAl alloy samples was treated with a process called pack 
aluminization.
Pack aluminization took place in a tube furnace where the samples were buried in a 
mixture of pure aluminum powder or FeAl master alloys, alumina powder and activator 
(halide salts: AlCl3 or NH4Cl). Treated samples were analysed with a scanning electron 
microscope and the surface texture, the depth of aluminization and the structure of the 
surface layer were studied.
We find that the aluminum source and the ratio of activator to aluminum in the pack 
play a key role in the rate of aluminum deposition on the workpiece surface, while the 
deposition rate is the key factor that determines which phases form on the surface and 
to what depth the aluminum diffuses after a given annealing time at a given 
temperature. If we want to enrich only the subsurface area of the alloy Kanthal AF with 
viii
aluminum without forming an aluminide layer on the surface, it is recommended to use
the master alloy FeAl as a source of aluminum in the pack.</TujJezik_Opis>
  <KljucneBesede>
    <Beseda>FeCrAl zlitine</Beseda>
    <Beseda>aluminiziranje v zasipu</Beseda>
    <Beseda>zaščitne oksidne plasti</Beseda>
    <Beseda>aluminidne plasti</Beseda>
    <Beseda>difuzija v trdnem</Beseda>
  </KljucneBesede>
  <TujJezik_KljucneBesede>
    <Beseda>FeCrAl alloys</Beseda>
    <Beseda>pack aluminization</Beseda>
    <Beseda>protective scale</Beseda>
    <Beseda>aluminide layer</Beseda>
    <Beseda>solid 
solution enrichment with Al</Beseda>
    <Beseda>diffusion in solids</Beseda>
  </TujJezik_KljucneBesede>
  <Potrjeno>true</Potrjeno>
  <JeZaklenjeno>false</JeZaklenjeno>
  <JeRecenzirano>false</JeRecenzirano>
  <Zaloznik>[Ž. Ferčak]</Zaloznik>
  <Izvor></Izvor>
  <Jezik ID="1060" ISO639-3="slv">Slovenski jezik</Jezik>
  <TujJezik ID="1033" ISO639-3="eng">Angleški jezik</TujJezik>
  <Povezave></Povezave>
  <Pokrivanje></Pokrivanje>
  <CasovnoPokritje></CasovnoPokritje>
  <AvtorskePravice></AvtorskePravice>
  <VrstaGradiva ID="mb22" DRIVER="info:eu-repo/semantics/masterThesis">Magistrsko delo/naloga</VrstaGradiva>
  <DatumVstavljanja>2021-12-28 09:00:04</DatumVstavljanja>
  <DatumObjave>2021-12-28 09:00:16</DatumObjave>
  <DatumSpremembe>2022-09-13 03:53:48</DatumSpremembe>
  <DatumTrajnegaHranjenja>0000-00-00 00:00:00</DatumTrajnegaHranjenja>
  <LetoIzida>2021</LetoIzida>
  <LetoIzidaDo>0</LetoIzidaDo>
  <KrajIzida>Ljubljana</KrajIzida>
  <LetoIzvedbe>0</LetoIzvedbe>
  <KrajIzvedbe>Ljubljana</KrajIzvedbe>
  <Opomba></Opomba>
  <StStrani>XIX, 61 f.</StStrani>
  <StevilcenjeNivo1></StevilcenjeNivo1>
  <StevilcenjeNivo2></StevilcenjeNivo2>
  <Kronologija></Kronologija>
  <Patent_Stevilka></Patent_Stevilka>
  <Patent_DatumVeljavnosti>0000-00-00</Patent_DatumVeljavnosti>
  <VerzijaDokumenta>NiDoloceno</VerzijaDokumenta>
  <StatusObjaveDrugje>NiDoloceno</StatusObjaveDrugje>
  <VrstaStroskaObjave>NiDoloceno</VrstaStroskaObjave>
  <DatumPoslanoVRecenzijo>0000-00-00</DatumPoslanoVRecenzijo>
  <DatumSprejetjaClanka>0000-00-00</DatumSprejetjaClanka>
  <DatumObjaveClanka>0000-00-00</DatumObjaveClanka>
  <EmbargoDo></EmbargoDo>
  <VrstaEmbarga ID="1" Naziv="Takojšnja javna objava" OpenAIREDostop="openAccess"></VrstaEmbarga>
  <Osebe>
    <Oseba ID="111607" Ime="Žan" Priimek="Ferčak" AltIme="Z. Fercak" VlogaID="70" VlogaNaziv="Avtor" ConorID="310410851" Afiliacija="" ArrsID="" ORCID=""></Oseba>
    <Oseba ID="58385" Ime="Blaž" Priimek="Karpe" AltIme="B. Karpe" VlogaID="991" VlogaNaziv="Mentor" ConorID="93263203" Afiliacija="" ArrsID="24489" ORCID=""></Oseba>
  </Osebe>
  <Identifikatorji>
    <Identifikator ID="4" Sifra="UDK" Naziv="UDK" URL="">669</Identifikator>
    <Identifikator ID="16" Sifra="VisID" Naziv="VisID" URL="">84217</Identifikator>
    <Identifikator ID="3" Sifra="CobissID" Naziv="COBISS_ID" URL="https://plus.cobiss.net/cobiss/si/sl/bib/92258051">92258051</Identifikator>
  </Identifikatorji>
  <Datoteke>
    <Datoteka ID="152518" DatotekaNRID="12013234" NamenDatotekeID="2" NamenDatoteke="Predstavitvena datoteka" FormatDatotekeID="2" FormatDatoteke=".pdf" MIME="application/pdf" IkonaFormata="pdf.png" IkonaFormataPolniUrl="https://repozitorij.uni-lj.si/teme/rulDev/img/fileTypes/pdf.png" VelikostDatoteke="5028477" VelikostDatotekeKratko="4,80 MB" DatumVstavljanja="2021-12-28 09:00:19" JeZbrisana="false" JeJavnoVidna="true" JeIndeksirana="true" JeVidno="true" VidnoOd="01.01.1970" Zaporedje="0">
      <Naziv>10813.pdf</Naziv>
      <OrgNaziv>10813.pdf</OrgNaziv>
      <URL></URL>
      <Opis></Opis>
      <OpisTujJezik></OpisTujJezik>
      <UrlObdelave></UrlObdelave>
      <FrekvencaAzuriranjaID>1</FrekvencaAzuriranjaID>
      <Verzija></Verzija>
      <MD5>AC804B0322EAF72B6D92C9430B3E978E</MD5>
      <SHA256>932f089da9e7908607fef938b7be23bb4d6393e5c3d260077ebd69e7472da945</SHA256>
      <UUID>0c1e1e08-67b4-11ec-abdb-00155dcfd717</UUID>
      <PID></PID>
      <PrenosPolniUrl>https://repozitorij.uni-lj.si/Dokument.php?lang=slv&amp;id=152518</PrenosPolniUrl>
      <Vsebine>
        <Vsebina TipVsebine="GoloBesedilo" JezikID="1060" Oznaka="" Dolzina="124448"></Vsebina>
      </Vsebine>
    </Datoteka>
  </Datoteke>
  <Organizacije>
    <Organizacija OrganizacijaID="19" Kratica="NTF" ZavodEvsID="0000073" Logo="" LogoPolniUrl="https://repozitorij.uni-lj.si/teme/rulDev/img/logo/">Naravoslovnotehniška fakulteta </Organizacija>
  </Organizacije>
  <OrganizacijeVira>
  </OrganizacijeVira>
  <MetodeZbiranjaPodatkov>
  </MetodeZbiranjaPodatkov>
  <TipologijaDela ID="2.09" Koda="2.09" Naziv="Magistrsko delo" SchemaOrg="Thesis"></TipologijaDela>
  <Ostalo>
    <StIrodsDatotek>0</StIrodsDatotek>
    <StDatotekPodTrajnimEmbargom>0</StDatotekPodTrajnimEmbargom>
    <StDatotekZOmejenimDostopom>0</StDatotekZOmejenimDostopom>
  </Ostalo>
</Gradivo>
