La resistencia al calor y la resistencia al calor son características importantes de los aceros

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

La resistencia al calor y la resistencia al calor son características muy importantes. Algunos productos de ingeniería mecánica funcionan en condiciones muy difíciles a temperaturas elevadas. Los aceros estructurales convencionales, cuando se calientan, cambian abruptamente sus propiedades mecánicas y físicas, comienzan a oxidarse activamente y forman incrustaciones, lo cual es completamente inaceptable y crea una amenaza de falla de todo el ensamblaje y posiblemente un accidente grave. Para trabajar a temperaturas elevadas, los ingenieros de materiales, con la ayuda de los metalúrgicos, crearon una serie de aceros y aleaciones especiales. Este artículo ofrece una breve descripción de ellos.

Aceros resistentes al calor

Mucha gente equipara el concepto de resistencia al calor con el concepto de resistencia al calor. Bajo ninguna circunstancia se debe hacer esto. La resistencia al calor también se llama fragilidad roja. Y este concepto significa la capacidad de un metal (o aleación) para retenerAltas propiedades mecánicas cuando se trabaja a temperaturas elevadas. Es decir, tal metal, incluso cuando se calienta a un resplandor rojo (es típico para temperaturas superiores a 550 ° C), no se deslizará y conservará la rigidez suficiente.

En términos simples, la resistencia al calor es la capacidad de un material para mantener el rendimiento cuando se calienta a altas temperaturas. Los aceros estructurales ordinarios, incluso con un ligero calentamiento, se vuelven dúctiles, lo que excluye la posibilidad de su uso para la fabricación de productos que funcionan a altas temperaturas.

Diferentes grados de metales y aleaciones tienen diferente resistencia al calor. Este indicador depende de la composición química del material. Las pruebas de resistencia al calor se pueden llevar a cabo durante un largo período de tiempo. Pero la mayoría de las veces, las muestras calentadas en un horno a una temperatura determinada se someten a pruebas de tracción durante un breve período de tiempo.

Aceros resistentes al calor

La resistencia al calor, a diferencia de la resistencia al calor, es la capacidad de los materiales para resistir el desarrollo de procesos de corrosión cuando se trabaja a altas temperaturas. Los aceros ordinarios, si se someten a calor (con la excepción del tratamiento térmico en una atmósfera protectora o en vacío), comienzan a oxidarse. Además, con un calentamiento prolongado, el carbón en la superficie del producto comienza a quemarse. Como resultado, la superficie se empobrece en carbono, lo que conduce a un cambio brusco en las propiedades mecánicas (principalmente dureza) en la superficie. Cae la resistencia al desgaste. Obtiene un desarrollo tan negativofenómeno, como un matón. Este grupo de aceros puede operar a temperaturas en torno a los 550 °C.

Para aumentar la resistencia al calor del acero, su fusión se alea con silicio, aluminio y cromo. A veces basta con aumentar la resistencia al calor de la superficie de la pieza. En este caso se recurre al siliconizado o al aluminizado (saturación de la capa superficial con átomos de silicio o de aluminio, respectivamente) en medio polvo.

Materiales de alto punto de fusión

Cuando se trabaja a temperaturas especialmente altas, los materiales considerados no se pueden utilizar, ya que a una temperatura en la región de 2000 °C, comienza a producirse la fusión (se libera una fase líquida). Para estos fines, se utilizan metales refractarios: tungsteno, niobio, vanadio, circonio, etc. Estos materiales son bastante caros, pero los ingenieros aún no han encontrado una alternativa digna para ellos.

Caracterización de aleaciones basadas en cromo y níquel

Las aleaciones con alta resistencia al calor tienen una gran demanda en la ingeniería energética (álabes de turbinas de vapor, partes de motores de aviones, etc.). Además, la necesidad de tales materiales crece constantemente. Además, la producción requiere que los científicos obtengan materiales cada vez más avanzados que puedan mantener su rendimiento a temperaturas muy altas. Por lo tanto, se trabaja constantemente para aumentar la resistencia al calor. El níquel, o más bien la aleación de acero con este elemento, contribuye a ello.

Todos los aceros resistentes al calorestán aleados con níquel (no menos del 65%). El cromo es imprescindible. El contenido de este elemento no debe ser inferior al 14%. De lo contrario, la superficie metálica se oxidará intensamente.

Los aceros están además aleados con aluminio, vanadio y otros elementos refractarios. El aluminio, por ejemplo, incluso a temperatura ambiente está cubierto con una fina película de óxido, que evita que la corrosión penetre profundamente en el metal. Es decir, no se forma ninguna escala.