Tahan panas dan tahan panas adalah karakteristik penting dari baja

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Tahan panas dan tahan panas adalah karakteristik yang sangat penting. Beberapa produk teknik mesin beroperasi dalam kondisi yang sangat sulit pada suhu tinggi. Baja struktural konvensional, ketika dipanaskan, tiba-tiba mengubah sifat mekanik dan fisiknya, mulai teroksidasi secara aktif dan membentuk kerak, yang sama sekali tidak dapat diterima dan menciptakan ancaman kegagalan seluruh rakitan, dan mungkin kecelakaan serius. Untuk bekerja pada suhu tinggi, insinyur material, dengan bantuan ahli metalurgi, menciptakan sejumlah baja dan paduan khusus. Artikel ini memberikan deskripsi singkat tentang mereka.

Baja tahan panas

Banyak orang menyamakan konsep tahan panas dengan konsep seperti tahan panas. Dalam keadaan apa pun ini tidak boleh dilakukan. Tahan panas juga disebut kerapuhan merah. Dan konsep ini berarti kemampuan logam (atau paduan) untuk mempertahankansifat mekanik yang tinggi ketika bekerja pada suhu tinggi. Artinya, logam seperti itu, bahkan ketika dipanaskan hingga bersinar merah (biasanya untuk suhu di atas 550 ° C), tidak akan merayap dan mempertahankan kekakuan yang cukup.

Dalam istilah sederhana, ketahanan panas adalah kemampuan suatu bahan untuk mempertahankan kinerjanya saat dipanaskan hingga suhu tinggi. Baja struktural biasa, bahkan dengan sedikit pemanasan, menjadi ulet, yang mengecualikan kemungkinan penggunaannya untuk pembuatan produk yang beroperasi pada suhu tinggi.

Nilai logam dan paduan yang berbeda memiliki ketahanan panas yang berbeda. Indikator ini tergantung pada komposisi kimia bahan. Tes ketahanan panas dapat dilakukan dalam jangka waktu yang lama. Tetapi paling sering, sampel yang dipanaskan dalam oven sampai suhu tertentu diuji tarik untuk waktu yang singkat.

Baja tahan panas

Tahan panas, berbeda dengan tahan panas, adalah kemampuan bahan untuk menahan perkembangan proses korosi saat bekerja pada suhu tinggi. Baja biasa, jika terkena panas (dengan pengecualian perlakuan panas di atmosfer pelindung atau dalam ruang hampa), mulai teroksidasi. Selain itu, dengan pemanasan yang lama, karbon pada permukaan produk mulai terbakar. Akibatnya, permukaan kehabisan karbon, yang menyebabkan perubahan tajam pada sifat mekanik (terutama kekerasan) pada permukaan. Ketahanan aus turun. Mendapat perkembangan negatif seperti itufenomena, seperti pengganggu. Kelompok baja ini dapat beroperasi pada suhu sekitar 550 °C.

Untuk meningkatkan ketahanan panas baja, lelehannya dicampur dengan silikon, aluminium, dan kromium. Terkadang cukup untuk meningkatkan ketahanan panas permukaan bagian. Dalam hal ini, silikonisasi atau aluminisasi (saturasi lapisan permukaan dengan atom silikon atau aluminium, masing-masing) digunakan dalam media bubuk.

Bahan titik leleh tinggi

Saat beroperasi pada suhu yang sangat tinggi, bahan yang dipertimbangkan tidak dapat digunakan, karena pada suhu di wilayah 2000 ° C, peleburan mulai terjadi (fase cair dilepaskan). Untuk tujuan ini, logam tahan api digunakan: tungsten, niobium, vanadium, zirkonium, dan sebagainya. Bahan-bahan ini cukup mahal, tetapi para insinyur belum menemukan alternatif yang layak untuk bahan tersebut.

Karakterisasi paduan berbasis krom dan nikel

Paduan dengan ketahanan panas tinggi sangat diminati di bidang teknik tenaga (bilah turbin uap, bagian mesin pesawat, dan sebagainya). Apalagi kebutuhan akan bahan-bahan tersebut terus meningkat. Selain itu, produksinya mengharuskan para ilmuwan untuk mendapatkan bahan yang lebih dan lebih maju yang dapat mempertahankan kinerjanya pada suhu yang sangat tinggi. Oleh karena itu, pekerjaan terus dilakukan untuk meningkatkan ketahanan panas. Nikel, atau lebih tepatnya baja paduan dengan elemen ini, berkontribusi dalam hal ini.

Semua baja tahan panaspaduan dengan nikel (tidak kurang dari 65%). Chrome adalah suatu keharusan. Kandungan elemen ini tidak boleh kurang dari 14%. Jika tidak, permukaan logam akan teroksidasi secara intensif.

Baja juga dicampur dengan aluminium, vanadium, dan elemen tahan api lainnya. Aluminium, misalnya, bahkan pada suhu kamar ditutupi dengan film oksida tipis, yang mencegah korosi menembus jauh ke dalam logam. Artinya, tidak ada skala yang terbentuk.