Selección de acero inoxidable para aplicaciones de alta temperatura

Hoy en día, la mayoría de las aplicaciones de fabricación utilizan hornos calientes para terminar la manipulación de componentes metálicos. Ya sea recocido, recubrimiento en polvo con motas calientes o fumigación, cualquiera que sea el proceso, la exposición continua a temperaturas similares a las de un horno es muy general. Por lo general, se vuelve difícil porque la canasta utilizada para sostener estas piezas a través de los hornos sobrecalentados estará expuesta a esas temperaturas.

Las cestas utilizadas para transportar componentes que pasan por altas temperaturas llegaron a estar fabricadas con materiales que puedan resistir altas temperaturas. Casi todos los grados de acero inoxidable son resistentes a altas temperaturas, entonces, ¿qué grado de SS será el más adecuado para aplicaciones de alta temperatura?

La respuesta se basa en la cantidad de tiempo que la canasta estará expuesta a las altas temperaturas, así como la temperatura precisa que alcanzará la aplicación, por lo que muchas aleaciones metálicas especifican un uso de temperatura tanto intermitente como continua.

Temperaturas de servicio de los grados SS

Al definir un metal para una aplicación de horno en particular, es importante comprender si la aleación estará expuesta a las temperaturas durante un par de segundos, un par de minutos o una hora o más. Si la canasta está expuesta por un período breve interrumpido por sacarla del horno para enfriarse, se denomina exposición intermitente, mientras que si está expuesta durante un período prolongado se denomina exposición continua.

En función de si la exposición es continua o intermitente, una aleación de metal tendrá diferentes tolerancias para la exposición a altas temperaturas. A continuación se muestran algunos ejemplos de límites de temperatura continuos e intermitentes del acero inoxidable:

Grado de SS Continuo Intermitente 3041,700 grados F / (925 grados C) 1,600 grados F / (870 grados C) 3092,000 grados F / (1,095 grados C) 1,800 grados F / (980 grados C) 3102,100 grados F / (1,150 grados C ) 1,900 grados F / (1,025 grados C) 3161,700 grados F / (925 grados C) 1,600 grados F / (870 grados C) 4101,300 grados F / (705 grados C) 1,500 grados F / (815 grados C) 4201,150 grados F / (620 grados C) 1,350 grados F / (735 grados C) 4301,500 grados F / (815 grados C) 1,600 grados F / (870 grados C)

Se recomiendan especialmente las aleaciones de acero inoxidable de la serie 300, ya que sus límites de temperatura de uso máximo continuo son más altos que sus límites de temperatura de uso periódico e intermitente. Naturalmente, se asume que se produciría menos tensión en él cuando el metal se expone a altas temperaturas durante un tiempo más corto que cuando se expone a una exposición más prolongada.

Sin embargo, se produce un "ciclo térmico" cuando se utiliza un proceso de exposición intermitente al horno. El cambio rápido entre temperaturas extremas provoca tensión en el metal.

El metal se expande a medida que se calienta y luego puede contraerse a medida que se enfría. El metal puede formar grietas en sus superficies, una especie de material escamoso hecho de hierro y óxido de hierro, reemplazando la capa exterior.

Cuando se cambia constantemente entre temperaturas extremas, el interior del metal se expande o contrae en una frecuencia y la grieta en la superficie en otra. El cambio entre temperaturas extremas da como resultado la ruptura del metal, capa por capa, hasta que finalmente falla.

Foto de:Jason Leung en Unsplash