M6 Refractarios y Comportamiento a Alta Temperatura

Tópico

Cerca de su punto de fusión, este cerámico refractario deja de comportarse como un sólido rígido y empieza a exhibir fluencia viscosa y ablandamiento: bajo una carga sostenida, el material se deforma de manera lenta y continua, como si fluyera, en lugar de deformarse instantáneamente y detenerse. Que esta deformación continúe mientras dure la carga, en lugar de detenerse, hace que este comportamiento se distinga de una deformación puramente elástica y se lo reconozca como fluencia viscosa.

Que la temperatura de este cerámico refractario sea más alta hace que su viscosidad sea menor, según una relación de tipo Arrhenius: cuanto más se acerca la temperatura del cerámico a su punto de fusión, más rápido cae esa viscosidad; que la temperatura sea más baja, hace que la viscosidad se mantenga más alta, y que el material se comporte de manera más rígida.

Que la viscosidad de este cerámico sea menor hace que, bajo una carga sostenida, la fluencia viscosa avance más rápido, y que el tiempo de deformación crítica —el tiempo que resta hasta que la deformación acumulada por esa fluencia viscosa se vuelve inaceptable, o vida útil remanente del componente— sea, en consecuencia, más corto. Que la viscosidad sea mayor, hace que esa misma fluencia viscosa avance más lento, y que el tiempo de deformación crítica sea más largo.

Ese mismo ablandamiento del cerámico, cerca de su punto de fusión, tiene un umbral definido: el punto de reblandecimiento, la temperatura a partir de la cual la viscosidad del cerámico cae lo suficiente como para que el material deje de sostener su propia forma bajo carga. Que la temperatura de un horno revestido con este cerámico se acerque a ese punto de reblandecimiento hace que la fluencia viscosa del revestimiento se acelere de manera crítica, y que el tiempo de deformación crítica del revestimiento se acorte drásticamente; que la temperatura del horno se mantenga por debajo de ese punto de reblandecimiento, hace que el revestimiento conserve una vida útil más prolongada.

Por eso este modelo, con la fluencia viscosa y el ablandamiento cerca del punto de fusión con los que se abrió, hace que el punto de reblandecimiento del cerámico sea, en la práctica, el límite que define la vida útil de un revestimiento de horno construido con este material: mientras la temperatura de servicio se mantenga por debajo de ese punto de reblandecimiento, la viscosidad del revestimiento permanece lo bastante alta como para que su fluencia viscosa, y el tiempo de deformación crítica que de ella resulta, no comprometan la vida útil del revestimiento.

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