Gdy elementy złączne są wystawione na działanie wysokich temperatur, napotykają na kilka komplikacji, które wpływają na ich działanie. Jednym z najczęstszych problemów napotykanych w wysokich temperaturach jest rdza. W tym artykule omówimy niektóre typowe problemy związane z tymi elementami złącznymi, wraz z zaleceniami dotyczącymi materiałów, aby je rozwiązać.
Elementy złączne do określonych zastosowań związanych z wysoką temperaturą
Poniżej przedstawiono niektóre typowe problemy, które wpływają na działanie elementów złącznych w podwyższonych temperaturach:
Utlenianie: Ten problem występuje w wysokich temperaturach. W środowisku bogatym w tlen wiele metali szybko się utlenia i zaczyna się rozpadać. Problemu tego można uniknąć wybierając elementy złączne wykonane ze stopów odpornych na utlenianie, takich jak:
A-286: Jest to utwardzany starzeniem stop żelaza, niklu i chromu, ceniony za doskonałe właściwości mechaniczne. Ten utwardzalny przez starzenie stop zachowuje swoją wytrzymałość i jest odporny na utlenianie do 1300°C
Osłabienie wytrzymałości materiału: Wytrzymałość materiału słabnie w wysokich temperaturach. Dzieje się tak w przypadku większości materiałów, ale istnieje wiele materiałów, które z łatwością zachowują swoją wytrzymałość w podwyższonych temperaturach, takich jak:
Stopy niklu: stopy Inconel, takie jak Inconel 625, 600 i 718, mają doskonałą odporność na utlenianie. Stopy te mogą zachować swoją wytrzymałość w wysokich temperaturach do 2000 o F, w zależności od gatunku.
Molibden: ten element ogniotrwały jest metaliczny i ceniony ze względu na wysoką wytrzymałość na rozciąganie, wytrzymałość i doskonałą odporność na zużycie. Dlatego elementy złączne molibdenowe są powszechnie stosowane w elementach złącznych do zastosowań w przemyśle wojskowym i obronnym.
Odparowanie w ekstremalnie wysokich temperaturach: Obecnie można znaleźć wiele materiałów zaprojektowanych do wytrzymywania ekstremalnie wysokich temperatur w piecach próżniowych. Wiadomo jednak, że wiele z nich szybko utlenia się lub odparowuje po pewnych ograniczeniach temperaturowych. W tym przypadku stosuje się łączniki wykonane z elementów ogniotrwałych. Dzieje się tak, ponieważ metale ogniotrwałe są znane ze swoich wysokich temperatur topnienia i zdolności do zachowania wytrzymałości w temperaturach sięgających 2000 o F. Oto kilka popularnych materiałów ogniotrwałych, które są często preferowane w ekstremalnie wysokich temperaturach:
Tantal: Jest to obecnie jeden z najczęściej używanych metali ogniotrwałych. Łączniki tantalowe są cenione ze względu na doskonałą odporność na korozję, ale są preferowane ze względu na ich bezwładność lub stabilność. Wielu producentów oferuje te elementy złączne w dwóch konfiguracjach — łączniki z czystego tantalu i tantalu z 2,5% zawartością wolframu.
Wolfram: Ten metal ma niski współczynnik rozszerzalności cieplnej, wysoką temperaturę topnienia, najniższą prężność par i wysoką wytrzymałość na rozciąganie. Te właściwości sprawiają, że elementy złączne z wolframu idealnie nadają się do zastosowań w piecach próżniowych.
Zastosowania w ekstremalnie wysokich temperaturach: Jak widać, wszystkie powyższe materiały złączne działają dobrze w określonych zakresach temperatur. Jednak żaden z nich nie wytrzyma górnej granicy temperatury 4000oF. Dlatego łączniki ceramiczne są uważane za idealne do takich zastosowań. Niektóre popularne materiały do rozważenia obejmują:
Tlenek glinu: Jest to powszechny rodzaj łącznika ceramicznego. Materiał ten jest znany ze swojej doskonałej twardości, odporności na zużycie i właściwości izolacji elektrycznej.
Cyrkon: Cyrkon stabilizowany itrem jest znany ze swoich właściwości - stabilności temperaturowej i wytrzymałości materiału. Łączniki cyrkonowe są idealne do zastosowań wymagających dodatkowej wytrzymałości.