Quale metallo è adatto alle parti meccaniche che lavorano ad alta temperatura?

Producing the right kind of material for mechanical work in different industries requires specific procedures. Some have to go through high-pressure molding, while others require melting at high temperatures to produce the desired product. You can find some of all of these properties in one metal or more. Alloys exhibit higher heat resistance and are widely used in the production of mechanical parts.

Se siete alla ricerca di metalli adatti a parti meccaniche che lavorano ad alta temperatura, ecco tutte le informazioni di cui avete bisogno:

Metalli utilizzati nella produzione di parti meccaniche funzionanti ad alta temperatura

La produzione di alcuni componenti meccanici richiede metalli in grado di sopportare temperature elevate, considerati i processi in cui sono coinvolti. Mentre il rame, il ferro e l'acciaio inossidabile sono comunemente utilizzati nella produzione di parti meccaniche, i seguenti metalli sono adatti alle alte temperature:

• Nichel
• Acciaio
• Cromo
• Titanio
• Tantalio
• Niobio
• Molibdeno
• Tungsteno

Nichel

Il nichel viene utilizzato nell'acciaio inossidabile e in altre leghe per renderle più resistenti nella produzione di parti meccaniche. L'esposizione a temperature estreme richiede un materiale in grado di resistere al calore e alla forza. Le leghe di nichel sono solitamente utilizzate nella produzione di turbine a gas, parti di aerei e altre applicazioni nel settore aeronautico e aerospaziale. L'utilizzo del nichel nella produzione di questi materiali è dovuto alla sua resistenza alla trazione e alla corrosione.

Acciaio

Acciaio inox is also one of the common metals used in the aerospace industry due to its heat and corrosion-resistant properties. It is made up of iron and chromium along with other metals like nickel and Molybdenum with different kinds of thickness. Steel is easy to maintain and keep their strength and ductility at high temperature. It is also used in the production of boilers, steam turbines, and piping systems.

Cromo

Cromo is another alloying agent used in titanium and stainless steel to improve their strength. Chromium is usually paired with other alloys to create more powerful metals employed in different industries. It possesses the properties like brittleness, hardness, and corrosion resistance and is used in plating. Other applications include the automotive and construction industries. Chromium is used in combination with Molybdenum, called Croalloy, Chrome, and CrMo, etc.

Titanio

Titanio and titanium alloys are utilized to produce High Temperature Working Mechanical Parts as they can bear high temperatures. Titanium possesses the highest strength of weight ratio among metals and is employed readily in manufacturing mechanical parts in the military, aerospace, and marine industries. High fatigue, high temperature, and corrosion resistance make it suitable for hydraulic systems, landing gear, and marine equipment. Titanium can withstand up to 600 degrees temperature and is not affected by heat and chemicals. Moreover, it has good fabricability and weldability.

Tantalio

Il tantalio è un metallo refrattario ampiamente utilizzato nella produzione di apparecchiature per la sua capacità di sopportare alte temperature. Viene combinato con altri metalli per produrre superleghe utilizzate negli impianti di lavorazione chimica e nei reattori nucleari. La pellicola ossidata sulla superficie del tantalio lo rende resistente alla corrosione, rendendolo adatto nei processi di produzione di apparecchiature sensibili al calore, come resistenze ad alta potenza e condensatori elettrolitici. Data la sua resistenza, viene utilizzato anche nella produzione di motori aeronautici.

Niobio

Il niobio è un metallo duttile utilizzato per produrre leghe di acciaio, talvolta combinato con il tungsteno. È meno denso di altri metalli e viene utilizzato per migliorare le proprietà di resistenza al calore dell'acciaio grazie alla sua duttilità. Il niobio, noto anche come colombio, è utilizzato anche nella produzione di apparecchiature chirurgiche per la sua leggerezza e affidabilità e per le sue applicazioni nei motori a reazione e nelle turbine degli aerei.

Molibdeno

Molibdeno è un metallo rifrangente a basso costo rispetto ad altri e possiede un elevato grado di stabilità e forza, che aumenta la resistenza al calore e la resilienza delle leghe. Oltre a migliorare la forza, aumenta anche la resistenza al calore, la tenacità e la temprabilità del metallo. Le proprietà del molibdeno, come la duttilità e la morbidezza, lo rendono la scelta giusta per i macchinari speciali e l'industria militare, in quanto contribuisce a migliorare la durezza.

Tungsteno

Tungsteno, a silver-white, highly useful metal alloyed with other metals. It possesses the highest melting point along with the highest tensile strength at 1650°C. When not combined with other materials, it is more fragile than glass. However, it is used to manufacture equipment of high strength to bear extreme temperatures when alloyed and has the lowest vapor pressure and lowest coefficient of thermal expansion. Tungsten does not expand much on heat interaction and is used in rocket ship parts, aircraft cabin heaters, combustion liners, etc.

Fattori che influenzano la resistenza al calore dei metalli

Ogni metallo ha proprietà specifiche quando viene combinato per formare leghe. Quando si sceglie una lega per la produzione ad alte temperature, occorre verificare le caratteristiche ricercate. Tuttavia, quando si sceglie un materiale resistente al calore per le parti meccaniche, bisogna tenere conto di altre proprietà come la duttilità e la resistenza. Altre proprietà da ricercare nella scelta di una lega metallica sono:

• Resistenza all'ossidazione
• Resistenza alla corrosione
• Stabilità metallurgica del metallo
• Le proprietà meccaniche della lega ad una specifica temperatura

Domande frequenti

La composizione della lega cambia con la temperatura?

Il modulo di elasticità ha una maggiore stabilità rispetto all'elasticità ad alta temperatura e diminuisce la resistenza allo snervamento e alla trazione ad alte temperature.

Quali materiali sono considerati ad alta temperatura?

Le leghe che possono resistere a temperature di 500°C e oltre sono chiamate leghe per alte temperature. Sono solitamente utilizzate nella produzione di apparecchiature e parti che devono sopportare temperature estreme.

Quali sono le leghe altamente resistenti al calore più comunemente utilizzate?

Le leghe resistenti al calore più comunemente utilizzate comprendono nichel, cromo e ferro, mentre quelle a base di nichel, cromo e cobalto sono meno diffuse.

Perché le leghe di Ti sono preferite per le applicazioni ad alta temperatura?

Il titanio possiede un elevato rapporto resistenza/densità, che lo rende una lega adatta alla produzione di motori aeronautici e ad altre applicazioni ad alta temperatura.

Parole finali

Quando si cercano parti meccaniche che funzionano ad alta temperatura, bisogna considerare le leghe in grado di resistere alle alte temperature e di rendere altri metalli resistenti alle alte temperature. Cercate altre proprietà come la duttilità e la resistenza alla trazione. Tutte queste proprietà, combinate con la resistenza alla corrosione, determinano la giusta scelta del metallo di cui avete bisogno.