مطالعه موردی: تراشیدن لبه های رولرهای SiC در اجاق های رول
در یک کوره غلتکی که در دمای بالا کار می کند،
غلتک های SiC نشان داده شدبریدگی لبه در انتهای غلتکپس از یک دوره عملیات
آسیب محلی و تکراری بود و نگرانی هایی را در مورد خرابی مواد ایجاد کرد.
این موضوع در ابتدا به موارد زیر نسبت داده شد:
- استحکام مواد ناکافی
- شکنندگی مواد سرامیکی
- اضافه بار احتمالی
بازرسی نشان داد:
- آسیب متمرکز در لبه های انتهایی غلتک،
- بدون شکستگی در سطح مقطع کامل،
- خرد شدن پیشرونده به جای شکستن ناگهانی
در سیستم های کوره با دمای بالا،غلتک های کاربید سیلیکون متخلخل بدون فشار (SSiC).به دلیل استحکام عالی، پایداری حرارتی و مقاومت در برابر اکسیداسیون تحت عملیات مداوم به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند.
الگوی آسیب مشاهده شده به جای خرابی مواد حجیم، یک پدیده مرتبط با تماس موضعی را نشان می دهد.
رفتار سیستم را می توان به صورت زیر خلاصه کرد:
- انتقال بار از طریق انتهای غلتک،
- تماس محلی در مناطق پشتیبانی،
- و رفتار ساختاری تحت سلطه خمشی.
برای سیستم های پردازش حرارتی خواستار، متراکمغلتک های سرامیکی SSiCمعمولاً به دلیل سفتی بالا و پایداری ابعادی آنها در دمای بالا انتخاب می شوند.
با این حال، شرایط تماس موضعی همچنان میتواند تمرکز تنش شدید را در نواحی لبه ایجاد کند.
شکست از طریق زیر ایجاد می شود:
- تماس محلی در رابط پشتیبانی
- چرخه های بارگذاری مکرر
- تمرکز استرس در لبه
- حذف تدریجی مواد
برش لبه عبارت است از:
یک مکانیسم آسیب ناشی از تماس تحت بارگذاری خمشی
ناشی از استحکام ناکافی مواد نیست.
تمرکز طراحی باید بر روی موارد زیر باشد:
- بهینه سازی شرایط تماس
- توزیع بار
- طراحی ساختار پشتیبانی
نه تنها خواص مواد.
غلتکهای کاربید سیلیکون متخلخل بدون فشار (SSiC) به طور گسترده در سیستمهای کوره غلتکی استفاده میشوند که نیاز به:
- پایداری ساختاری در دمای بالا،
- مقاومت در برابر اکسیداسیون،
- تغییر شکل کم،
- و عملکرد طولانی مدت قابل اعتماد.
