Quais são as precauções a tomar quando se utilizam ligas de alta temperatura?

Sendo um material essencial em ambientes extremos, o desempenho das ligas de alta temperatura está intimamente relacionado com as suas normas de utilização. Em aplicações práticas, negligenciar o controlo dos detalhes pode levar à falha do material ou ao mau funcionamento do equipamento.

Existem diferenças significativas nas caraterísticas das ligas de alta temperatura em diferentes sistemas: as ligas à base de níquel são boas a resistir à oxidação a alta temperatura, as ligas à base de cobalto têm mais vantagens na resistência à corrosão térmica e as ligas à base de ferro apresentam uma resistência excecional a temperaturas médias. Por exemplo, as ligas à base de níquel com excelente resistência à oxidação devem ter prioridade na câmara de combustão dos motores de aeronaves, enquanto os fornos industriais que entram em contacto com gases contendo enxofre devem concentrar-se nas ligas à base de cobalto. Ao mesmo tempo, deve ser dada atenção à estabilidade organizacional do material para evitar a degradação do desempenho causada pela precipitação anormal de fases de reforço durante o serviço a alta temperatura a longo prazo.

A racionalidade da tecnologia de processamento afecta diretamente o desempenho. Durante o processo de soldadura, a entrada de calor deve ser rigorosamente controlada para evitar o aparecimento de fases frágeis nos limites do grão. Para as ligas de alta temperatura da metalurgia do pó, os parâmetros de tratamento térmico após a conformação devem ser controlados com precisão, caso contrário, o tamanho irregular do grão afectará a resistência global. Além disso, o processamento de componentes complexos deve evitar o endurecimento excessivo por trabalho a frio para prevenir a fissuração por corrosão sob tensão durante a utilização subsequente.

A avaliação da adaptabilidade do ambiente de utilização é indispensável. Em ambientes de alta temperatura que contenham enxofre, vanádio e outros elementos, o teste da taxa de corrosão deve ser realizado com antecedência e, se necessário, deve ser utilizada uma proteção de revestimento. No caso de contacto com metal líquido ou sal fundido, o desempenho anti-humidade do material deve ser verificado. Quando a temperatura flutua frequentemente, deve prestar-se atenção às caraterísticas de fadiga térmica do material para evitar falhas precoces causadas por tensões alternadas geradas pela expansão e contração térmicas. Para componentes com cargas de vibração, é também necessário avaliar o limite de fadiga a temperaturas elevadas.

A normalização da manutenção determina a vida útil. Verificar regularmente a espessura da camada de óxido da superfície e limpar e aplicar imediatamente uma camada protetora quando a camada de óxido apresentar uma tendência para se descolar; Efetuar testes de esforço periódicos em componentes sujeitos a esforço para evitar uma fratura súbita causada por danos acumulados. Durante a manutenção de paragem, deve ser evitado o arrefecimento súbito e deve ser utilizado um método de arrefecimento faseado para reduzir o stress térmico. Ao armazenar componentes de ligas de alta temperatura não utilizados, deve ser mantido um ambiente seco para evitar a corrosão eletroquímica à temperatura ambiente.

A aplicação eficiente de ligas de alta temperatura requer a combinação coordenada das caraterísticas do material, da tecnologia de processamento e do ambiente de serviço. Só estabelecendo um sistema de controlo de todo o ciclo de vida é que podemos tirar o máximo partido das suas vantagens de desempenho em condições extremas e fornecer garantias fiáveis para o funcionamento seguro e estável de equipamento topo de gama.