Kõrge temperatuuri oksüdatsioonikindlus
Metalli oksüdatsioonikindlus kõrgel temperatuuril viitab terase oksüdatsioonikindlusele kõrgetel temperatuuridel. Oksüdatsioon on tüüpiline keemiline korrosioon. Keemiline reaktsioon metalli ja hapniku vahel on oksüdatiivne korrosioon. Korrosiooniprodukt (oksiidkile) kleepub metalli pinnale oksüdeerivas keskkonnas, nagu kõrge temperatuuriga õhk ja põlemisgaas. Oksüdatsiooni arenedes suureneb oksiidkile paksus jätkuvalt. See, kas metalli oksüdatsioon pärast teatud taseme saavutamist oksüdeerub, sõltub otseselt oksiidkile toimimisest metalli pinnal. Kui moodustub tihe ja stabiilne oksiidkile ning oksiidkilel on suur sidumisjõud ja suur tugevus mitteväärismetalliga, võib see takistada hapnikuaatomite difundeerumist metalli ja vähendada oksüdatsioonikiirust. Vastasel juhul kiireneb oksüdatsioon, mis põhjustab metallpinna koorumist, mis põhjustab osade varajase rikke.
Terase pinnal oleva oksiidikihi koostis on seotud temperatuuriga. Oksiidkiht koosneb tihedast Fe2O3+Fe3O4-st, mis võib tõhusalt takistada hapniku difusiooni alla 570 kraadi. Kui oksiidkile kuumutatakse üle 570 kraadi, koosneb seest väljapoole FeO+Fe2O3+Fe3O4. FeO on lahtine ja poorne, moodustades ligikaudu 90% kogu oksiidkile paksusest. Metalli aatomid ja hapnikuaatomid hajuvad kergesti FeO kihis ja kiirendavad oksüdatsiooni. Kõrge temperatuuriga FeO vähendab oluliselt terase oksüdatsioonikindlust. Mida kõrgem on temperatuur, seda kiiremini aatomid hajuvad ja seda kiirem on oksüdatsioonikiirus.
Peamine meetod terase oksüdatsioonikindluse parandamiseks on legeerivate elementide, nagu kroom, räni ja alumiinium, lisamine. Seetõttu moodustab teras kõrgel temperatuuril hapnikuga kokkupuutel tiheda kõrge sulamistemperatuuriga Cr2O3, ränidioksiidi ja alumiiniumoksiidi oksüdatsioonikile, mis katab Terase pind on tihe, takistades selle edasist oksüdeerumist.
Kõrge temperatuuri tugevus
Metalli kõrge temperatuuritugevus viitab metallmaterjalide võimele taluda kõrgetel temperatuuridel mehaanilist koormust, st metallmaterjalide võimet taluda plastilist deformatsiooni ja kahjustusi kõrgel temperatuuril. Metallide mehaanilised omadused kõrgel temperatuuril on väga erinevad toatemperatuurist. Kui töötemperatuur on kõrgem kui ümberkristallimise temperatuur, toimub metall plastiline deformatsioon ja töökõvenemine. Lisaks välisjõudude mõjule toimub ka ümberkristallisatsioon ja pehmenemine.
Metallide mehaanilised omadused kõrgel temperatuuril on seotud temperatuuri, aja ja struktuuriga. Roomamine toimub sageli kõrgetel temperatuuridel, st kui töötemperatuur on kõrgem kui ümberkristallimise temperatuur, ületab tööpinge sellel temperatuuril elastsuspiiri ja metall aja jooksul aeglaselt deformeerub. Mida suurem on metalli roomamiskindlus, seda suurem on selle tugevus kõrgel temperatuuril.
Metalli kõrge temperatuuri tugevust väljendatakse üldiselt roomepiiri ja vastupidavuse tugevusena. Roomamispiir on pinge väärtus, kui metalli jääkdeformatsioon saavutab teatud aja möödudes teatud temperatuuril teatud väärtuse. Vastupidav tugevus viitab metallmaterjali pingeväärtusele teatud aja jooksul konstantse temperatuuri tingimustes. Kõrgetel temperatuuridel on metallmaterjalide tera piiri tugevus madalam kui sisemiste teradega, mistõttu legeerivate elementide lisamine tõstab ümberkristallimistemperatuuri ja moodustab stabiilsed spetsiaalsed karbiidid. Terase piiride vähendamiseks jämedateraliste materjalide kasutamine võib tõhusalt parandada terase tugevust kõrgel temperatuuril.
Mo on libisemiskindlast ferriitterasest põhisulamielement, mille töötemperatuur on kuni 530 kraadi. Tahke molübdeeni lahus võib tõhusalt vähendada terase roomamiskiirust. Molübdeen võib kõrgetel temperatuuridel aeglustada karbiidide aglomeerumist ja jämedust. Vanaadium, titaan ja nioobium on tugevad karbiidi moodustavad elemendid, mis võivad moodustada peeneid dispergeeritud karbiide, et parandada terase tugevust kõrgel temperatuuril. Titaani, nioobiumi ja süsinikuühendid võivad samuti ära hoida austeniitsete teraste teradevahelist korrosiooni kõrgel temperatuuril või pärast keevitamist.
