Seleção de aço inoxidável para aplicações de alta temperatura

Hoje, a maioria das aplicações de manufatura faz uso de fornos quentes para finalizar o manuseio de componentes metálicos. Quer seja recozimento, revestimento em pó com salpicos a quente ou fumigação, qualquer que seja o processo, a exposição contínua a temperaturas de forno é muito geral. Normalmente torna-se difícil porque a cesta usada para manter essas peças através dos fornos superaquecidos será exposta a essas temperaturas.

As cestas usadas para carregar componentes que passam por altas temperaturas têm que ser feitas de materiais que resistem a altas temperaturas. Quase todos os tipos de aços inoxidáveis ​​são resistentes a altas temperaturas - então, qual tipo de SS será o mais adequado para aplicações em altas temperaturas?

A resposta é baseada na quantidade de tempo, a cesta será exposta às altas temperaturas, bem como a temperatura precisa que a aplicação atingirá, razão pela qual muitas ligas de metal especificam um uso de temperatura intermitente e contínuo.

Temperaturas de serviço de graus SS

Ao definir um metal para uma aplicação específica de forno, é importante entender se a liga será exposta às temperaturas por alguns segundos, alguns minutos ou uma hora ou mais. Se o cesto for exposto por um curto período interrompido pela remoção do forno para esfriar, é denominado exposição intermitente, enquanto se for exposto por um longo período é denominado exposição contínua.

Com base no fato de a exposição ser contínua ou intermitente, uma liga de metal terá diferentes tolerâncias para exposição a altas temperaturas. Aqui estão alguns exemplos de limites de temperatura contínuos e intermitentes de aço inoxidável:
Grau SS Contínuo Intermitente 3.041.700 graus F / (925 graus C) 1.600 graus F / (870 graus C) 3092.000 graus F / (1.095 graus C) 1.800 graus F / (980 graus C) 3102.100 graus F / (1.150 graus C ) 1.900 graus F / (1.025 graus C) 3161.700 graus F / (925 graus C) 1.600 graus F / (870 graus C) 4101.300 graus F / (705 graus C) 1.500 graus F / (815 graus C) 4201.150 graus F / (620 graus C) 1.350 graus F / (735 graus C) 4301.500 graus F / (815 graus C) 1.600 graus F / (870 graus C)
As ligas de aço inoxidável da série 300 são particularmente sugeridas porque seus limites de temperatura de uso máximo contínuo são mais altos do que seus limites de temperatura de uso periódico e intermitente. É naturalmente assumido que menos tensão ocorreria sobre ele quando o metal fosse exposto a altas temperaturas por um tempo mais curto do que uma exposição mais longa.

No entanto, a “ciclagem térmica” ocorre quando o processo de exposição intermitente do forno é usado. Alternar rapidamente entre extremos de temperatura causa estresse no metal.

O metal se expande à medida que se aquece e, em seguida, pode se contrair à medida que esfria. O metal pode formar rachaduras em suas superfícies - um tipo de material escamoso feito de ferro e óxido de ferro - substituindo a camada externa.

Quando alternado entre os extremos de temperatura constantemente, o interior do metal se expande ou encolhe em uma frequência e a rachadura na superfície em outra. A alternância entre os extremos de temperatura resulta na quebra do metal, camada por camada, até que finalmente falhe.



Foto por:Jason Leung no Unsplash