Nghiên cứu trường hợp: Chipping cạnh của các cuộn SiC trong lò cuộn
Trong lò lăn hoạt động ở nhiệt độ cao,
Con lăn SiC cho thấysứt mẻ cạnh ở đầu con lănsau một thời gian hoạt động.
Thiệt hại mang tính cục bộ và lặp đi lặp lại, làm dấy lên lo ngại về sự cố vật chất.
Vấn đề ban đầu được cho là do:
- Sức mạnh vật chất không đủ
- Độ giòn của vật liệu gốm
- Có thể quá tải
Kiểm tra cho thấy:
- thiệt hại tập trung ở các cạnh cuối con lăn,
- không có vết nứt trên toàn bộ mặt cắt ngang,
- sứt mẻ tiến bộ hơn là vỡ đột ngột.
Trong hệ thống lò nung nhiệt độ cao,con lăn cacbua silic thiêu kết không áp suất (SSiC)được sử dụng rộng rãi vì độ cứng tuyệt vời, độ ổn định nhiệt và khả năng chống oxy hóa khi hoạt động liên tục.
Kiểu hư hỏng quan sát được cho thấy hiện tượng liên quan đến tiếp xúc cục bộ hơn là hư hỏng vật liệu số lượng lớn.
Hoạt động của hệ thống có thể được tóm tắt như sau:
- truyền tải qua đầu con lăn,
- liên hệ cục bộ tại các khu vực hỗ trợ,
- và hành vi cấu trúc bị uốn cong.
Dành cho các hệ thống xử lý nhiệt đòi hỏi khắt khe, dày đặcCon lăn gốm SSiCthường được lựa chọn vì độ cứng cao và độ ổn định kích thước ở nhiệt độ cao.
Tuy nhiên, các điều kiện tiếp xúc cục bộ vẫn có thể tạo ra sự tập trung ứng suất nghiêm trọng ở các vùng rìa.
Sự cố phát triển thông qua:
- Liên hệ bản địa hóa tại giao diện hỗ trợ
- Chu kỳ tải lặp đi lặp lại
- Sự tập trung ứng suất ở cạnh
- Loại bỏ vật liệu tiến bộ
Sự sứt mẻ cạnh là:
Cơ chế hư hỏng do tiếp xúc gây ra dưới tải trọng uốn cong
Không phải do sức mạnh vật chất không đủ.
Thiết kế nên tập trung vào:
- Tối ưu hóa điều kiện liên hệ
- Phân phối tải
- Thiết kế kết cấu hỗ trợ
Không chỉ thuộc tính vật chất.
Con lăn cacbua silic thiêu kết không áp suất (SSiC) được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống lò nung con lăn yêu cầu:
- ổn định cấu trúc nhiệt độ cao,
- chống oxy hóa,
- biến dạng thấp,
- và hoạt động lâu dài đáng tin cậy.
