Os materiais refractários são utilizados em fornos para resistir a temperaturas elevadas. Estes materiais são capazes de resistir a temperaturas extremas sem derreterem ou se decomporem. São utilizados para fazer o revestimento interior dos fornos, o que ajuda a isolar o forno e a protegê-lo de danos.
Nos fornos de alta temperatura, como os fornos de crescimento de cristais e os fornos de crescimento de safira, são utilizadas zonas quentes totalmente metálicas. Estas zonas quentes são feitas de metais como molibdénio, molibdénio-lantânio, TZM, tungsténio e tântalo. O molibdénio é o metal mais utilizado para temperaturas entre 1000-2500°C (1800-4532°F). O tungsténio é utilizado para temperaturas superiores a 2500°C, enquanto os metais com resistência normal ao calor, como o aço, podem ser utilizados para temperaturas inferiores a 1000°C.
Os elementos de aquecimento em fornos de alta temperatura podem ser feitos de metal ou grafite. A escolha do material depende da temperatura de funcionamento. Para operações a baixa temperatura, as ligas de níquel-crómio são normalmente utilizadas. Para aplicações a temperaturas mais elevadas, como endurecimento ou brasagem, o molibdénio ou a grafite são escolhas populares. Para temperaturas superiores a cerca de 1482°C (2700°F), é frequentemente utilizado um metal refratário como o tântalo, embora também possa ser utilizada grafite.
Nos fornos de caixa, que são o tipo mais comum e básico de forno de tratamento térmico, a câmara do forno é feita de aço altamente isolado. O isolamento pode ser fibroso (mantas ou tapetes) ou rígido (placas, lajes ou tijolos). O controlo da temperatura nestes fornos é importante, e as melhores unidades promovem um controlo mais rigoroso da temperatura.
Nos fornos sem atmosfera controlada, os queimadores disparam diretamente para a câmara do forno. Nos fornos de atmosfera controlada, os queimadores são concebidos para isolar a queima da carga no forno. Os fornos de caixa são versáteis e podem ser utilizados para vários tratamentos térmicos, como o recozimento, a cementação em bloco e o endurecimento de aços de baixa liga.
Em geral, a escolha dos materiais utilizados nos fornos para suportar temperaturas elevadas depende da aplicação específica e da gama de temperaturas de funcionamento. Os materiais refractários, as zonas quentes totalmente metálicas e os elementos de aquecimento adequados são todos utilizados para garantir que o forno pode suportar e funcionar eficazmente a altas temperaturas.
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