Vật liệu vỏ bọc dưới kính hiển vi – Chọn hợp kim phù hợp cho góc 650 độ
Ở 650 độ, việc lựa chọn vật liệu vỏ bọc không phải là vấn đề ưu tiên-mà đó là vấn đề sống còn. Thép không gỉ 304 thông thường bị oxy hóa nhanh chóng ở nhiệt độ này, khiến vỏ bọc bị yếu đi và cuộn dây bên trong bị hỏng. Theo các thử nghiệm trong ngành, máy sưởi dạng hộp có vỏ bọc Inconel có thể tồn tại lâu hơn ba đến năm lần so với máy làm nóng bằng thép không gỉ tiêu chuẩn trong môi trường 650 độ.
Để hiểu lý do tại sao đòi hỏi phải xem xét kỹ hơn những gì xảy ra với các hợp kim khác nhau ở nhiệt độ cao.
Thép không gỉ 304 và 321.Những vật liệu thông thường này trải qua quá trình oxy hóa và mẫn cảm thảm khốc ở nhiệt độ 650 độ. Lớp oxit crom bảo vệ thường che chắn bề mặt sẽ ngừng bám dính và bong ra liên tục, làm mỏng tường nhanh chóng. Đồng thời, sự mất crom ở các ranh giới hạt-một quá trình được gọi là sự nhạy cảm hóa-làm cho lớp vỏ cực kỳ giòn và dễ bị nứt giữa các hạt. 310Thép không gỉ S mang lại sự cải thiện khiêm tốn nhưng vẫn hoạt động ở mức tối đa khả năng của nó mà không có giới hạn an toàn.
Thép không gỉ 316L.Vật liệu này đại diện cho một bước tiến đầy ý nghĩa. Nó cung cấp khả năng chống ăn mòn, leo và oxy hóa tốt ở nhiệt độ cao. Đối với các ứng dụng có môi trường tương đối sạch và chu kỳ hoạt động nhiệt vừa phải, 316L có thể cung cấp dịch vụ đáng tin cậy ở nhiệt độ 650 độ. Hiệu quả về mặt chi phí-làm cho nó trở thành một lựa chọn hấp dẫn cho nhiều ứng dụng công nghiệp.
Incoloy 800/800H/800HT.Hợp kim crom niken-sắt{1}}này được nhiều người coi là tiêu chuẩn tối thiểu cho dịch vụ đáng tin cậy ở nhiệt độ 650 độ . Nó được thiết kế để có hiệu suất-ở nhiệt độ cao, chịu được quá trình oxy hóa và duy trì độ bền lên đến 1150 độ . Các biến thể 800H và 800HT mang lại các thuộc tính quan trọng-độ bền biến dạng ở nhiệt độ cao và khả năng chống mỏi do nhiệt{10}}cho các chu kỳ hoạt động đòi hỏi khắt khe với chu kỳ nhiệt độ thường xuyên.
Inconel 600 và 601.Các hợp kim niken-crom này là lựa chọn cao cấp cho các ứng dụng 650 độ đầy thử thách nhất. Chúng hoạt động tốt trong môi trường oxy hóa nghiêm trọng hoặc khi có một lượng nhỏ vật liệu ăn mòn. Trong các ứng dụng chân không, Inconel 600 có áp suất hơi thấp, độ bền nhiệt độ-cao tuyệt vời và khả năng chống oxy hóa vượt trội nếu chân không bị hỏng. Inconel thường là lựa chọn ưu tiên cho các máy sưởi dạng hộp mực hoạt động trong chân không ở nhiệt độ trên 800 độ.
Việc lựa chọn vật liệu cũng ảnh hưởng đến việc lựa chọn dây dẫn và đầu cuối. Ở nhiệt độ 650 độ, dây dẫn phải chịu được môi trường hoạt động mà không bị nóng chảy hoặc chập mạch. Chuyển đổi-trong cấu trúc chì-trong đó dây dẫn được tích hợp trực tiếp mà không cần kết nối đầu cuối-cung cấp khả năng chịu nhiệt độ cao hơn và đặc tính cơ học mạnh hơn so với các lựa chọn thay thế được uốn cong.
Một cân nhắc thực tế thường bị bỏ qua: cuộn dây điện trở trong của lò sưởi hoạt động ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ vỏ bọc hàng trăm độ. Trong một hệ thống hoạt động kém, vỏ bọc 650 độ có thể có nghĩa là cuộn dây 800–900 độ. Ở nhiệt độ này, các hợp kim điện trở thông thường bị oxy hóa nhanh chóng và sự phát triển của hạt có thể xảy ra, làm cho vật liệu trở nên giòn và cuối cùng gây ra đứt gãy do chu trình nhiệt. Đây là lý do tại sao hợp kim crom-niken{7}}có độ tinh khiết cao lại cần thiết cho dây điện trở bên trong của bộ gia nhiệt hộp mực một đầu 650 độ chính hãng.
