Resistência ao calor e resistência ao calor são características importantes dos aços

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

Resistência ao calor e resistência ao calor são características muito importantes. Alguns produtos de engenharia mecânica operam em condições muito difíceis em temperaturas elevadas. Os aços estruturais convencionais, quando aquecidos, alteram abruptamente suas propriedades mecânicas e físicas, começam a oxidar ativamente e formar incrustações, o que é completamente inaceitável e cria uma ameaça de falha de todo o conjunto, e possivelmente um acidente grave. Para trabalhar em temperaturas elevadas, os engenheiros de materiais, com a ajuda de metalúrgicos, criaram vários aços e ligas especiais. Este artigo fornece uma breve descrição deles.

Aços resistentes ao calor

Muitas pessoas equiparam o conceito de resistência ao calor com um conceito como resistência ao calor. Em nenhuma circunstância isso deve ser feito. A resistência ao calor também é chamada de fragilidade vermelha. E este conceito significa a capacidade de um metal (ou liga) de reter altas propriedades mecânicas ao trabalhar em temperaturas elevadas. Ou seja, esse metal, mesmo quando aquecido a um brilho vermelho (é típico para temperaturas acima de 550 ° C), não rasteja e retém rigidez suficiente.

Em termos simples, a resistência ao calor é a capacidade de um material manter o desempenho quando aquecido a altas temperaturas. Aços estruturais comuns, mesmo com leve aquecimento, tornam-se dúcteis, o que exclui a possibilidade de sua utilização para a fabricação de produtos que operam em altas temperaturas.

Diferentes graus de metais e ligas têm diferentes resistências ao calor. Este indicador depende da composição química do material. Testes de resistência ao calor podem ser realizados por um longo período de tempo. Mas, na maioria das vezes, as amostras aquecidas em um forno a uma certa temperatura são submetidas a testes de tração por um curto período de tempo.

Aços resistentes ao calor

Resistência ao calor, em contraste com a resistência ao calor, é a capacidade dos materiais de resistir ao desenvolvimento de processos de corrosão ao trabalhar em altas temperaturas. Os aços comuns, se submetidos ao calor (com exceção do tratamento térmico em atmosfera protetora ou a vácuo), começam a oxidar. Além disso, com aquecimento prolongado, o carbono na superfície do produto começa a queimar. Como resultado, a superfície fica sem carbono, o que leva a uma mudança acentuada nas propriedades mecânicas (principalmente dureza) na superfície. A resistência ao desgaste diminui. Obtém um desenvolvimento tão negativofenômeno, como um valentão. Este grupo de aços pode operar em temperaturas em torno de 550 °C.

Para aumentar a resistência ao calor do aço, seu fundido é ligado com silício, alumínio e cromo. Às vezes é suficiente aumentar a resistência ao calor da superfície da peça. Neste caso, recorre-se à siliconização ou aluminização (saturação da camada superficial com átomos de silício ou alumínio, respectivamente) em meio em pó.

Materiais de alto ponto de fusão

Ao operar em temperaturas especialmente altas, os materiais considerados não podem ser usados, pois a uma temperatura na região de 2000 ° C, a fusão começa a ocorrer (uma fase líquida é liberada). Para esses fins, são utilizados metais refratários: tungstênio, nióbio, vanádio, zircônio e assim por diante. Esses materiais são bastante caros, mas os engenheiros ainda não encontraram uma alternativa digna para eles.

Caracterização de ligas à base de cromo e níquel

As ligas com alta resistência ao calor têm grande demanda na engenharia de energia (pás de turbinas a vapor, peças de motores de aeronaves e assim por diante). Além disso, a necessidade de tais materiais está em constante crescimento. Além disso, a produção exige que os cientistas obtenham materiais cada vez mais avançados que possam manter seu desempenho em temperaturas muito altas. Portanto, o trabalho está constantemente em andamento para aumentar a resistência ao calor. O níquel, ou melhor, liga de aço com este elemento, contribui para isso.

Todos os aços resistentes ao calorsão ligados com níquel (não inferior a 65%). O Chrome é obrigatório. O conteúdo deste elemento não deve ser inferior a 14%. Caso contrário, a superfície do metal será intensamente oxidada.

Os aços são adicionalmente ligados com alumínio, vanádio e outros elementos refratários. O alumínio, por exemplo, mesmo à temperatura ambiente é coberto com uma fina película de óxido, que evita que a corrosão penetre profundamente no metal. Ou seja, nenhuma escala é formada.