Hiệu suất của tấm thép không gỉ có bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ không?

Hiệu suất củatấm thép không gỉthực sự bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, đặc biệt là ở nhiệt độ cao. Sự thay đổi nhiệt độ ảnh hưởng đến tính chất cơ học, khả năng chống ăn mòn và cấu trúc vi mô của thép không gỉ. Dưới đây là một số khía cạnh chính về tác động của nhiệt độ đến hiệu suất củatấm thép không gỉ:

1. Thay đổi về độ bền và độ cứng:

Mất độ bền ở nhiệt độ cao: Độ bền kéo, cường độ chảy và độ cứng của thép không gỉ giảm khi nhiệt độ tăng. Nói chung, độ bền của thép không gỉ bắt đầu giảm dần khi vượt quá 300-400°C. Độ bền giảm đáng kể khi nhiệt độ vượt quá 800°C, đặc biệt khi vật liệu tiếp xúc với nhiệt độ cao trong thời gian dài và vật liệu có thể mất đi một phần khả năng chịu tải.

Độ giòn tăng ở nhiệt độ thấp: Ở nhiệt độ rất thấp, một số loại thép không gỉ có thể trở nên giòn hơn, dẫn đến độ dẻo dai khi gãy của vật liệu giảm.

2. Thay đổi khả năng chống ăn mòn:

Tăng sự ăn mòn ở nhiệt độ cao: Khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ giảm trong môi trường nhiệt độ cao. Khi nhiệt độ tăng, màng thụ động bảo vệ hình thành trên bề mặt thép có thể bị hỏng, khiến thép không gỉ tiếp xúc với môi trường ăn mòn, do đó làm giảm khả năng chống ăn mòn. Đặc biệt ở nhiệt độ trên 400°C, tốc độ oxy hóa bề mặt tăng nhanh.

Quá trình oxy hóa ở nhiệt độ cao: Ở nhiệt độ cao, một lớp oxit có thể hình thành trên bề mặt thép không gỉ. Mặc dù nó có thể mang lại một số khả năng bảo vệ nhưng nhiệt độ quá cao sẽ làm tăng cường phản ứng oxy hóa và làm cho lớp oxit không ổn định, điều này sẽ ảnh hưởng đến khả năng chống ăn mòn của thép.

3. Độ rão và mỏi nhiệt:

Creep: Khi thép không gỉ tiếp xúc với nhiệt độ cao trong một thời gian dài, nó có thể bị rão, nghĩa là biến dạng chậm và liên tục dưới tải trọng liên tục. Biến dạng này đặc biệt đáng kể ở nhiệt độ cao, đặc biệt là trong môi trường nhiệt độ cao trên 1000°C.

Mệt mỏi do nhiệt: Thay đổi nhiệt độ thường xuyên có thể gây ra mỏi nhiệt ở thép không gỉ. Sự thay đổi nhiệt độ này có thể gây ra các vết nứt trong cấu trúc vi mô bên trong vật liệu, từ đó ảnh hưởng đến hiệu suất của nó.

4. Chuyển pha và thay đổi vi cấu trúc:

Giảm độ ổn định của pha austenit: Ở nhiệt độ cao, đặc biệt trên 800°C, vi cấu trúc của thép không gỉ austenit có thể bị thay đổi. Các hạt của thép không gỉ austenit có thể thô lại, dẫn đến độ dẻo dai của nó giảm và thậm chí ở nhiệt độ cực cao, pha austenite có thể biến đổi.

Làm thô hạt: Ở nhiệt độ cao, đặc biệt là trên 800°C, các hạt thép có thể bị thô dần. Sự thô hóa hạt này có thể làm cho các tính chất cơ học của thép không gỉ bị suy giảm, đặc biệt là trong điều kiện tải ở nhiệt độ cao.

5. Độ dẫn nhiệt và giãn nở nhiệt:

Sự thay đổi độ dẫn nhiệt: Độ dẫn nhiệt của thép không gỉ thay đổi khi nhiệt độ ngày càng tăng. Ở nhiệt độ cao, độ dẫn nhiệt có thể tăng lên, nhưng khi nhiệt độ tăng cao hơn, những thay đổi phức tạp hơn có thể xảy ra.

Giãn nở nhiệt: Thép không gỉ giãn nở khi nhiệt độ tăng. Các loại thép không gỉ khác nhau có hệ số giãn nở nhiệt khác nhau. Sự giãn nở nhiệt ở nhiệt độ cao có thể gây biến dạng cấu trúc và tập trung ứng suất.

Tóm lại, tính chất củatấm thép không gỉsẽ thay đổi trong môi trường nhiệt độ cao, đặc biệt là những thay đổi về độ bền, độ cứng, khả năng chống ăn mòn và cấu trúc vi mô. Mức độ tác động cụ thể phụ thuộc vào loại thép không gỉ và phạm vi nhiệt độ. Nói chung, khi nhiệt độ vượt quá 300-400°C, độ bền bắt đầu giảm, khi vượt quá 600°C, khả năng chống ăn mòn giảm và khi vượt quá 800°C, hiệu suất sẽ bị suy giảm đáng kể. Do đó, trong các ứng dụng nhiệt độ cao, cần chọn vật liệu thép không gỉ có khả năng chịu nhiệt độ cao tốt hơn, chẳng hạn như 310S, 253MA và các loại thép không gỉ hợp kim khác được sử dụng đặc biệt trong môi trường nhiệt độ cao.