La resistenza al calore e la resistenza al calore sono caratteristiche importanti degli acciai

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

La resistenza al calore e la resistenza al calore sono caratteristiche molto importanti. Alcuni prodotti di ingegneria meccanica operano in condizioni molto difficili a temperature elevate. Gli acciai strutturali convenzionali, quando riscaldati, cambiano bruscamente le loro proprietà meccaniche e fisiche, iniziano a ossidarsi attivamente e a formare incrostazioni, il che è completamente inaccettabile e crea una minaccia di cedimento dell'intero assieme e forse un grave incidente. Per lavorare a temperature elevate, gli ingegneri dei materiali, con l'aiuto di metallurgisti, hanno creato una serie di acciai e leghe speciali. Questo articolo ne fornisce una breve descrizione.

Acciai resistenti al calore

Molte persone identificano il concetto di resistenza al calore con un concetto come resistenza al calore. In nessun caso questo dovrebbe essere fatto. La resistenza al calore è anche chiamata fragilità rossa. E questo concetto significa la capacità di un metallo (o una lega) di trattenereelevate proprietà meccaniche quando si lavora a temperature elevate. Cioè, un tale metallo, anche se riscaldato a un bagliore rosso (è tipico per temperature superiori a 550 ° C), non si insinuerà e manterrà una rigidità sufficiente.

In parole povere, la resistenza al calore è la capacità di un materiale di mantenere le prestazioni quando riscaldato a temperature elevate. Gli acciai strutturali ordinari, anche con un leggero riscaldamento, diventano duttili, il che esclude la possibilità del loro impiego per la fabbricazione di prodotti operanti ad alte temperature.

Diversi gradi di metalli e leghe hanno una diversa resistenza al calore. Questo indicatore dipende dalla composizione chimica del materiale. I test di resistenza al calore possono essere eseguiti per un lungo periodo di tempo. Ma il più delle volte, i campioni riscaldati in un forno a una certa temperatura vengono sottoposti a prove di trazione per un breve periodo di tempo.

Acciai resistenti al calore

La resistenza al calore, in contrasto con la resistenza al calore, è la capacità dei materiali di resistere allo sviluppo di processi di corrosione quando si lavora ad alte temperature. Gli acciai ordinari, se sottoposti a calore (ad eccezione del trattamento termico in atmosfera protettiva o sotto vuoto), iniziano ad ossidarsi. Inoltre, con il riscaldamento prolungato, il carbonio sulla superficie del prodotto inizia a bruciarsi. Di conseguenza, la superficie è esaurita di carbonio, il che porta a un brusco cambiamento delle proprietà meccaniche (principalmente durezza) sulla superficie. La resistenza all'usura diminuisce. Ottiene uno sviluppo così negativofenomeno, come un bullo. Questo gruppo di acciai può funzionare a temperature intorno ai 550 °C.

Per aumentare la resistenza al calore dell'acciaio, il suo fuso è legato con silicio, alluminio e cromo. A volte è sufficiente aumentare la resistenza al calore della superficie del pezzo. In questo caso si ricorre alla siliconizzazione o all'alluminizzazione (saturazione dello strato superficiale rispettivamente con atomi di silicio o di alluminio) in un mezzo in polvere.

Materiali ad alto punto di fusione

Quando si opera a temperature particolarmente elevate, i materiali considerati non possono essere utilizzati, poiché a una temperatura nell'ordine di 2000 ° C, inizia a verificarsi la fusione (viene rilasciata una fase liquida). Per questi scopi vengono utilizzati metalli refrattari: tungsteno, niobio, vanadio, zirconio e così via. Questi materiali sono piuttosto costosi, ma gli ingegneri non hanno ancora trovato un' alternativa degna per loro.

Caratterizzazione di leghe a base di cromo e nichel

Le leghe con un'elevata resistenza al calore sono molto richieste nell'ingegneria energetica (pale di turbine a vapore, parti di motori aeronautici e così via). Inoltre, la necessità di tali materiali è in costante crescita. Inoltre, la produzione richiede agli scienziati di ottenere materiali sempre più avanzati in grado di mantenere le loro prestazioni a temperature molto elevate. Pertanto, si lavora costantemente per aumentare la resistenza al calore. Il nichel, o meglio l'acciaio legato con questo elemento, contribuisce a questo.

Tutti gli acciai resistenti al caloresono legati con nichel (non meno del 65%). Chrome è un must. Il contenuto di questo elemento non deve essere inferiore al 14%. In caso contrario, la superficie metallica sarà ossidata intensamente.

Gli acciai sono inoltre legati con alluminio, vanadio e altri elementi refrattari. L'alluminio, ad esempio, anche a temperatura ambiente è ricoperto da un sottile film di ossido, che impedisce alla corrosione di penetrare in profondità nel metallo. Cioè, non viene formata alcuna scala.