Por qué o carborno de silicio uniu con nitruro pierde resistencia dimpués de 8–12 meses en atmosferas oxidants

He pasau doce anyos treballando con equipos d'alta temperatura arredol de Xangai y en as plantas de ceramica y metalurchia d'a redolada. Un d'os problemas mas constants que veigo con o carburo de silicio uniu con nitruro ye que as gradillas, as placas y os soportes pareixen solidos quan se meten, manimenos, dimpués de bels meses de servicio normal prencipian a crebar-se u a afundir-se baixo cargas que antes manellaban sin problema. A mayoría d'os operarios suposan que o material simplament s'ha “gastau” u que o ciclo de cocción estió masiau agresivo. En as linias con as que treballo, a verdadera causa ye a oxidación progresiva d'a fase de ligazón por nitruro una vegada que a superficie s'exposa a l'aire a temperatura.

O carburo de silicio uniu con nitruro se basa en a matriz de nitruro de silicio pa aguantar os grans de carburo de silicio y dar a la pieza a suya resistencia y a resistencia a os cambios termicos. En una atmosfera reductora u neutra ixe vinclo se mantiene relativament estable. Cuan o forno funciona con exceso d'aire —cosa común en coccions de ceramica intermitents u en bells ciclos de tractamiento termico de metals— l'oxicheno ataca o nitruro. Se forma una fina capa rica en silice en a superficie y, mas important encara, en as mugas d'os grans. A pieza no falla de traza repentina; pierde gradualment a suya resistencia a la flexión y se torna más sensible a os gradients termicos. Veigo regularment placas que, en estar nuevas, teneban una resistencia bien por dencima de 40 MPa y que, dimpués de 8–12 meses de ciclos diarios entre 1200 °C y a temperatura ambient, cayeixen a os baixos 20.

A consecuencia practica se manifiesta de dos trazas. En primer puesto, en as baldas amaneixen crepazas finas que prencipian en as cantos u arredol d'os puntos de refirme y dimpués se propagan baixo o suyo propio peso adhibiu a la carga de mercadería. En segundo puesto, a capacidat efectiva de carga disminuye mesmo antes que amaneixcan crepazas visibles, de traza que os operarios u bien reducen o numero de piezas por balda u bien acceptan taxas de crebadura mas altas. En os dos casos, a planta remata por reemplazar os muebles antes d'o que calculaba a compra orichinal. As plantas que fan funcionar fornos de pasador contino u fornos de rodetes con un control d'atmosfera mas estricto gosan tener una vida mas larga con o mesmo grau; os fornos de carga intermitent, comuns en a rechión de Xangai, amuestran o problema mas rapido porque cada enfriamiento deixa que l'aire fresco plegue a las superficies calients.

Lo que realment ralentiza a degradación ye sencillo una vegada que se tracta a fase de unión como o factor limitant. Mantener a temperatura maxima y o tiempo a temperatura tan baixos como o proceso permita; cada 50 °C adicional por dencima de 1350 °C accelera notablement a taxa d'oxidación que mesuro en as piezas retornadas. An que o disenyo d'o forno lo permite, un curto purgau u una atmosfera licherament reductora durant o mantenimiento a alta temperatura reduce a presión parcial d'oxicheno pro como pa estendillar a vida útil en bels meses. Igual d'important ye a carga mecanica. Os sic nitridaus que son refirmaus nomás que en os estremos y suportan cargas de desgaste pesadas y desiguals desembolican esfuerzos de tracción mas altos en a cara inferior; una vegada que a superficie s'ha debilitau por l'oxidación, ixos esfuerzos inician as crepazas mas luego. O paso a un soporte de tres puntos u contino, u simplament reducir a carga maxima por placa en un 15–20 %, a sobén restaura l'intervalo de reemplazo orichinal sin cambiar o grau de material.

Tamién reviso as placas tornadas pa comprebar o grosor d'a capa oxidada. Una capa superficial uniforme de color gris claro d'unas pocas cientos de micras ye normal; una escama mas gorda localizada u un polvorión en os cantos gosa significar u un punto calient en o forno u una exposición prolongada por dencima d'o limite recomendau. As plantas que rechistran as lecturas de l'atmosfera y a carga maxima por estantería, de conchunta con o numero de ciclos antes que amaneixcan as primeras crepazas, pueden puyar a vida meya dende arredol de 10 meses dica 14–16 meses en o mesmo sic con unión por nitruración. Os que continan con o patrón orichinal de carga densa y atmosfera totalment aireada simplament reemplazan as placas en un calandario mas curto y caro y continan preguntando-se por qué o nuevo chuego no dura mas que o zaguer.

O mesmo material ye capable de tener una larga vida útil quan a fase de ligazón ye protechida. A diferencia que veigo en o terreno ye cuasi nunca un cambio repentino en a calidat d'a materia prima; ye si a planta tracta l'oxidación y a carga como variables controlables u como condicions de fundo inevitables.