دراسة الحالة: تقطيع حواف بكرات SiC في قمائن الأسطوانة
في فرن عجلات يعمل في درجة حرارة عالية،
أظهرت أسطوانات SiCشق الحافة في أطراف الدواربعد فترة من التشغيل
كان الضرر محليًا ومتكررًا، مما يثير مخاوف حول فشل المواد.
في البداية، كان من المرجح أن يكون السبب:
- قوة المادة غير كافية
- هشاشة المواد السيراميكية
- الحمل الزائد المحتمل
التفتيش أظهر:
- الضرر المركز في حواف نهاية الدوار،
- لا يوجد كسر عبر المقطع العرضي الكامل
- القطع التدريجية بدلا من الكسر المفاجئ.
في أنظمة الأفران عالية الحرارة،أسطوانات كربيد السيليكون المتصاعد بدون ضغط (SSiC)تستخدم على نطاق واسع بسبب صلابتها الممتازة، والاستقرار الحراري، ومقاومة الأكسدة تحت التشغيل المستمر.
نمط الضرر الملاحظ يشير إلى ظاهرة مرتبطة بالاتصال محلية بدلاً من فشل المواد السائبة.
يمكن تلخيص سلوك النظام على النحو التالي:
- نقل الحمل من خلال أطراف الدوار،
- الاتصال المحلي في مناطق الدعم،
- والسلوك الهيكلي المهيمن على الانحناء.
بالنسبة لأنظمة المعالجة الحرارية المطالبة، كثيفةأسطوانات سيراميكية SSiCيتم اختيارها عادة بسبب صلابتها العالية واستقرارها الأبعاد في درجات الحرارة المرتفعة.
ومع ذلك ، فإن ظروف الاتصال المحلية لا تزال يمكن أن تولد تركيزًا شديدًا للضغوط في المناطق الحافة.
الفشل يتطور من خلال:
- الاتصال المحلي في واجهة الدعم
- دورات تحميل متكررة
- تركيز الضغط عند الحافة
- الإزالة التدريجية للمواد
تشيك الحافة هو:
آلية تلف ناتجة عن الاتصال تحت الحمل المهيمن على الانحناء
ليس بسبب عدم كفاية قوة المادة.
يجب أن يركز التصميم على:
- تحسين حالة الاتصال
- توزيع الحمل
- تصميم هيكل الدعم
ليس فقط خصائص المواد.
يتم استخدام أدوات كربيد السيليكون المكثف بدون ضغط على نطاق واسع في أنظمة أفران الموقد المكثف التي تتطلب:
- استقرار هيكلي في درجات الحرارة العالية
- مقاومة الأكسدة
- تشوهات قليلة،
- والعمل الموثوق به على المدى الطويل.
