Temperatura omologa

La temperatura omologa è il rapporto tra la temperatura di applicazione effettiva e la temperatura di fusione in Kelvin del rispettivo metallo.

Se i materiali sono utilizzati nei componenti, sono soggetti a numerosi carichi. A basse temperature di applicazione, le resistenze e le deformazioni sono indipendenti dal tempo. A temperature di applicazione più elevate, tuttavia, si verificano processi di deformazione supplementari attivati termicamente e dipendenti dal tempo. Questi possono essere inquietanti, per esempio. La temperatura omologa T/TS=0,4 viene utilizzata per distinguere tra basse e alte temperature. I processi dei materiali sotto circa T<0.4*TS sono chiamati basse temperature e le rispettive deformazioni sono chiamate deformazioni a bassa temperatura o deformazioni a freddo. Le temperature superiori a circa T>0,4*TS sono definite temperature elevate e le rispettive deformazioni sono chiamate deformazioni ad alta temperatura o deformazioni a caldo.

Sulla base della temperatura omologa, si può fare una stima approssimativa di quali materiali sembrano adatti all'uso come materiali ad alta temperatura. A causa di una resistenza al creep sufficientemente elevata a lungo termine, cioè la resistenza al creep, la temperatura omologa non dovrebbe superare il valore di 0,46 per 500 °C. Come si può vedere nella seguente tabella, i metalli con un punto di fusione inferiore a ca. 1.400 °C non sono quindi adatti all'impiego come materiali per alte temperature.

Tuttavia, la sola temperatura omologa non è sufficiente per valutare quali materiali possono essere utilizzati come materiali ad alta temperatura. Soprattutto la resistenza alla corrosione ad alta temperatura, le possibilità di legae la disponibilità dei metalli devono essere considerate.

Anche se i punti di fusione dei metalli puri nichel, cobalto e ferro sono relativamente bassi rispetto ad altri elementi della tabella, le loro proprietà possono essere migliorate in modo molto positivo con la lega. Pertanto, questi metalli sono i materiali ad alta temperatura più comunemente usati, anche se la loro temperatura omologa a 500 °C è solo leggermente inferiore al valore massimo richiesto di 0,46. Essi sono utilizzati sotto forma di leghe come leghe a base di nichel, alluminuri di nichel, leghe a base di cobaltoe leghe a base di ferro. Le leghe a base di ferro sono materiali di acciaioche, a seconda della loro resistenza alla temperatura, sono designati come acciaio per alte temperature, acciaio per alte temperature e acciaio resistente al calore.

Il titanio e le leghe di titaniohanno solo una bassa resistenza all'ossidazione e possono essere utilizzate solo fino a circa 500 °C. Pertanto non sono classificati come materiali ad alta temperatura.

Il platino è troppo costoso per essere utilizzato come materiale ad alta temperatura. Zirconio, vanadio e afnio hanno solo una bassa resistenza all'ossidazione e sono difficili da legare. Pertanto, questi metalli non vengono utilizzati come materiali per alte temperature. Il cromo è molto fragile e ha una scarsa lavorabilità, per questo motivo non viene utilizzato come materiale ad alta temperatura come elemento puro.

I quattro metalli refrattari, niobio, molibdeno, tantalio e tungsteno, sarebbero più adatti come materiali per alte temperature grazie ai loro elevati punti di fusione e alla loro resistenza allo scorrimento a lungo termine, ma questi materiali tendono ad ossidarsi fortemente alle alte temperature. Per questo motivo, possono essere utilizzati solo in atmosfere quasi prive di ossigeno per un lungo periodo di tempo.

Nel tentativo di aumentare l'efficienza energetica nell'ingegneria energetica e nella tecnologia degli azionamenti, le temperature di lavoro di motori e turbine vengono innalzate in modo mirato per aumentarne l'efficienza. Per soddisfare queste accresciute esigenze di materiali, è essenziale lo sviluppo di nuovi materiali ad alta temperatura.

Traduzione in inglese:

homologous temperature