Trong các hoạt động lò nung nhiệt độ cao, con lăn silicon carbide (SiC) được sử dụng rộng rãi nhờ độ bền và độ ổn định nhiệt của chúng.
Tuy nhiên, dưới tải trọng liên tục và nhiệt độ cao, một số con lăn bị cong dần - được gọi là biến dạng từ từ.

Nghiên cứu điển hình này giải thích tại sao biến dạng từ từ xảy ra và cách tối ưu hóa vật liệu và thiết kế có thể cải thiện đáng kể độ ổn định lâu dài.

Các điều kiện làm việc điển hình bao gồm:

• Nhiệt độ: 800–1200°C+
• Tải trọng: Liên tục (trọng lượng bản thân + tải trọng sản phẩm)
• Chế độ hoạt động: Sản xuất kéo dài hoặc liên tục

Trong các điều kiện này, ngay cả gốm hiệu suất cao cũng có thể bị biến dạng phụ thuộc thời gian.

Một khách hàng báo cáo các vấn đề sau:

• Con lăn bị cong võng dần ở giữaKhông có ăn mòn rõ ràng, nhưng
• biến dạng ngày càng tăng theo thời gianBị cong đáng kể sau
• 3–6 tháng hoạt độngĐiều này dẫn đến:

Vận chuyển vật liệu không ổn định

• Nhiệt độ không đều
• Tỷ lệ lỗi tăng
• Thay thế thường xuyên
• Phân tích cơ chế biến dạng từ từ

biến dạng phụ thuộc thời gian xảy ra khi vật liệu tiếp xúc với:Nhiệt độ cao + ứng suất không đổi

1. Làm mềm do nhiệt

Độ linh động nguyên tử tăng

• Độ cứng của vật liệu giảm
• Khả năng chống biến dạng giảm
• Ngay cả tải trọng vừa phải cũng có thể gây biến dạng theo thời gian.

2. Hiệu ứng tải trọng liên tục

Trọng lượng bản thân

• Tải trọng sản phẩm
• Điều này dẫn đến:

Sự tích lũy biến dạng dần dần theo thời gian

3. Tiến hóa vi cấu trúc

Trượt ranh giới hạt xảy ra

• Các lỗ rỗng phát triển và hợp nhất
• Cấu trúc cục bộ trở nên kém cứng
• Dẫn đến giảm độ ổn định cơ học

Các yếu tố chính ảnh hưởng đến biến dạng từ từ

✔ Mô đun đàn hồi

✔ Nhiệt độ

✔ Chiều dài nhịp

Giải pháp

Nâng cấp vật liệu

SiC mật độ cao (SSiC):Mật độ ≥

• 3,05 g/cm³Độ rỗng hở ≤
• 0,2%Mô đun đàn hồi cao (~420–430 GPa)
• Cải thiện đáng kể khả năng chống biến dạng từ từ

Tối ưu hóa cấu trúc

• Cải thiện phân bố hỗ trợ
• Giảm ứng suất uốn ở tâm

Tối ưu hóa quy trình

• Tránh quá nhiệt cục bộ
• Kết quả

Không có biến dạng nhìn thấy được sau

• 12+ thángCăn chỉnh con lăn ổn định
• Giảm tần suất thay thế
• Cải thiện tính nhất quán của sản xuất
• Hiểu biết kỹ thuật

vấn đề cấu trúc tiến triểnTrong các ứng dụng nhiệt độ cao, đặc tính quan trọng không chỉ là độ bền, mà là:

Khả năng chống biến dạng từ từ

Điểm mấu chốt

Mật độ và vi cấu trúc vật liệu là rất quan trọng

• Thiết kế và kiểm soát nhịp là quan trọng
• Độ ổn định lâu dài phụ thuộc vào khả năng chống biến dạng từ từ
• Các giải pháp SiC được tối ưu hóa có thể kéo dài đáng kể tuổi thọ và giảm thời gian ngừng hoạt động