Welk materiaal voor deze extreme situatie?

[Rifleman]

Hallo beste mensen,

Wat voor materiaal denken jullie dat het beste zou zijn voor het volgende geval :

- gewicht op tot 200-250 ton

- temperatuur tot zo'n 1500 graden

- mag niet reageren met zowel koolstof, staal, ijzer, aluminium etc

- zo licht mogelijk zijn (qua gewicht)

Het moet dus tegelijkertijd sterk zijn, vuurvast tot zo'n 1500 graden celcius en niet 'vechten' met het materiaal wat er op ligt, zoals ze het in het gloei-wereldje zo mooi kunnen zeggen .

Het zijn ondersteuningsbalken van zo'n 5.5 m die in zand komen te liggen, dus geen kleine blokjes .

De balken die er nu in liggen zijn een of andere ijzercomposiet, welke zelf al bijna 30 ton wegen. Mensen die wat van warmtebehandeling van metalen afweten, weten dat de ovens die gebruikt worden op olie (kunnen) werken. Des te meer gewicht, des te meer olie er nodig is en dit willen we toch eens proberen te minimaliseren .

Dus, iemand een idee?

[Wouter_Masselink]

Als je met zeer extreme temperaturen te maken krijgt, is het gebruik van koolstof altijd een te overwegen optie. Denk bijvoorbeeld aan een legering die is verstevigt met nanobuizen.

[Jan van de Velde]

http://nl.wikipedia.org/wiki/Titanium

misschien?

[Rifleman]

titanium is leuk, maar ook ontzettend duur . tevens is dit ook een relatief zwaar metaal.. moet licht zijn

[Jan van de Velde]

tevens is dit ook een relatief zwaar metaal.. moet licht zijn

Materiaal treksterkte (σ UTS)(MPa)

staal 400

hogesterktestaal 760

Roestvrij staal koudgewalst 860

gietijzer 4.5% C 170

Titanium legering (6% Al, 4% V) 900

De dichtheid van titanium is maar net meer dan de helft van die van staal, de soortelijke warmte is een tikje hoger, en de treksterkte bijna het dubbele, al weet ik niet hoe het zich gedraagt bij hoge temperaturen) dus ik neem aan dat voor de zelfde stevigheid maar ongeveer een kwart van de kilo's in je oven liggen?

Dus ook maar een 30 % van de warmtecapaciteit.

Dan wordt het dus zuiver een rekensommetje tussen investering en energiekosten, of ik begrijp je probleem niet.

[Rifleman]

voor de hoeveelheid titanium die we nodig zouden hebben, zou het een heele grote investering worden..

maar de baas zegt sowieso nee tegen titanium, heeft het liever niet, houdt er niet van blabla, geen woord tussen te krijgen .

iets anders dan maar? is er niet iets van een combinatie van silicium en een metaal ofzo? ben al wat aan het zoeken geweest maar kom steeds uit op erotiek sites . ik weet wel dat silicium tot 250°C voor 8 uur goed kan blijven (of iets dergelijks). maarja.. 250°C <--> 1500°C

[wombat]

voor de hoeveelheid titanium die we nodig zouden hebben, zou het een heele grote investering worden..

maar de baas zegt sowieso nee tegen titanium, heeft het liever niet, houdt er niet van blabla, geen woord tussen te krijgen   .

iets anders dan maar? is er niet iets van een combinatie van silicium en een metaal ofzo? ben al wat aan het zoeken geweest maar kom steeds uit op erotiek sites   . ik weet wel dat silicium tot 250°C voor 8 uur goed kan blijven (of iets dergelijks). maarja.. 250°C <--> 1500°C  

Chroom-nikkel staal wordt gebruikt voor hoge temperaturen, maar 1500 gr.C. is wel erg hoog. In duitsl. zit een bedrijf die dat staal levert. Ik kan het adres opzoeken.

Misschien moet je een construct. bedenken die gekoeld wordt.

[Rifleman]

misschien helpt dit jullie beeld, waarvoor het gebruikt gaat worden, te verbeteren :

http://en.wikipedia.org/wiki/Heat_treatment

een normale stooktemperatuur is 1050-1100°C, maar soms zijn er speciale orders die nog iets hoger gaan. om zeker te zijn dat er niks met de ondersteuning gebeurd moet het toch een hogere temperatuurweerstand hebben (gaan uit van 1500°C.

chroom-nikkel staal zal geen optie zijn, aangezien dat een legering is die we regelmatig gloeien .

en helaas, we kunnen geen constructie nemen die gekoeld wordt, want dat zal dan weer invloed kunnen hebben op de gloeiing van het metaal --> het metaal moet gewoon mee kunnen met de temperatuur, maar toch gewoon in stand blijven. en niet te vergeten het moet vooral ook licht zijn om stookkosten te kunnen besparen..

[Jan van de Velde]

en niet te vergeten het moet vooral ook licht zijn om stookkosten te kunnen besparen

beter te schrijven: en niet te vergeten het moet vooral ook licht zijn en/of een kleine soortelijke warmte hebben om stookkosten te kunnen besparen..

en als het licht is maar niet sterk, moet je er weer meer van gaan gebruiken en ben je weer net zover als met je stalen frames.....

[Elmo]

Je kan altijd nog silicon carbide proberen: hard (maar bros; dus moet goed georienteerd zijn!) en veel lichter dan titaan.

[Rifleman]

dat is een mooie Elmo! dat materiaal ga ik voorstellen aan de baas bedankt!

[Jan van de Velde]

dat materiaal ga ik voorstellen aan de baas

Dat moet je vooral doen als je problemen met je baas zoekt :

uit datzelfde wikipedia-lemma van Elmo:

Structural material

In the 1980s and 1990s, silicon carbide was studied on several research programs for high-temperature gas turbines in the United States, Japan, and Europe. The components were intended to replace nickel superalloy turbine blades or nozzle vanes. However, none of these projects resulted in a production quantity, mainly because of its low impact resistance and its low fracture toughness.

[Mrtn]

Ofwel: je geeft er een tik tegen met een steeksleutel en de stukken vliegen om je oren. Dit is geen duurzame oplossing..

Maar: jullie zijn echt niet de enige gloeier van NL. En die anderen hebben allemaal een oven.. je hebt de praktijk dus al aan jouw kant Ga daar spioneren of bel een leverancier van metalen en vraag om advies. Misschien bestaat er wel een bedrijf dat gloeiovens produceert en bij je komt installeren. En dan ligt het eraan of je het voor dat geld ook zelf zou kunnen doen..

Als die baas van jou iets persoonlijks heeft tegen titaan, is dat zijn probleem. Kies voor het meest geschikte materiaal en adviseer hem - wat hij ermee doet is zijn probleem. Overigens zou hij ook geen RVS316Ti mogen gebruiken, geen kauwgom kauwen en weet ik wat al niet.. (zit Ti-oxide in als kleurstof)

[Rifleman]

hij heeft al verschillende keren contact gehad met mensen op de TU Delft, welke met hem zaten te denken aan speciale RVS constructies, maar dat bleek uiteindelijk ook niet helemaal geschikt te zijn.

Natuurlijk wordt dit niet puur gebruikt dan he.. Wellicht is het een optie om een legering te maken met Alumium, Wolfraam/Tungsten of dus Titanium. Dit natuurlijk wel in geschikte mate, want anders wordt het weer te zwaar en begint het weer helemaal opnieuw etc.. .

We gaan hier nog even verder naar kijken, aangezien de baas hier ook al eens iets over had gehoord (bedrijven in Canada etc hadden zoiets al, en daar is hij al eens geweest 'op vakantie' )

[Jan van de Velde]

Ik weet dat een SiC wel eens gesinterd wordt op een zodanige manier dat een poreus materiaal ontstaat, welke holtes dan met aluminium worden gevuld waardoor een schitterend lichtgewicht tank-pantser ontstaat.

Maar ja, impact betekent ook in dat materiaal gaten ontstaan. De bepantsering hoeft alleen maar de klappen op te vangen, dat het niet heel blijft is niet erg, dat kan vervangen worden. Maar die beschadigingen zouden de draagkracht fors moeten verkleinen.

Volgens mij draai je met dit soort spul dusdanig in de High-tec materialen dat het onbetaalbaar gaat worden. Ik heb echt geen aandelen in titanium-mijnen, maar een beter voorstel heb ik hier nog niet gezien.

Oh ja, SiC heeft een 1½ zo hoge warmtecapaciteit als staal of titanium........

Kortom, dat wordt stoken om je SiC op te warmen.

http://www.accuratus.com/silicar.html