Termal şok, farklı malzemelerden yapılmış tavaları nasıl etkiler?

Başka bir soruda , şok soğutmanın tavalar üzerindeki etkisine ilişkin TFD ile ilgili küçük bir yorum tartışması yaptım. Kısaca, kabın için kötü olduğunu söyledim ve özellikle tava çelikten yapılmışsa, şokların şekerleme sıcaklığında değil, sonuçlarının 500 ° C'de olması gerektiğini söyledi. Düşük sıcaklıklarda bile sık sık meydana gelirse, tavanın iç yapısının daha az olacağını (mikro çatlaklar nedeniyle veya metalin kristal yapısındaki bazı farklar nedeniyle) sıcak noktalara neden olacağını düşünüyorum.

Soruyu biraz daha genişletmek istiyorum. Bence hepimiz büyük sıcaklık şoklarının metaller üzerinde kötü sonuçları olduğu konusunda hemfikir olacağız (dövme yapmayı düşünün). Daha küçük şokların bazı (ancak daha küçük sonuçlara sahip olacağını) düşünüyorum, ancak TFD'nin yorumlarından sonra emin değilim. Lütfen metaller hakkında daha iyi bilgiye sahip olan biri, aşağıdaki kombinasyonların farklı kombinasyonlarında neler olduğunu açıklayabilir:

1. Soğutma yöntemi
   1. Tüm tavaya soğuk suya daldırılması (içinde olduğu gibi, içinde sıcak şeker şurubu var ve ısıtmayı hemen durdurmak istiyorum).
   2. Boş bir tavaya az miktarda soğuk sıvı dökün (parlatıcıda olduğu gibi).
2. Tava malzemesi
   1. Paslanmaz çelik
   2. Alüminyum
   3. Sandviç alt
   4. Kaplanmış (örneğin emaye, PTFE, seramik)
   5. Bakır
   6. Demir
3. Sıcaklık farkı (soğuk suyumuz her durumda 5 ° C (buzdolabı) - 15 ° C (musluk) aralığındadır)
   1. Biftek / şekerleme sıcaklığı (karamelizasyon ve Leidenfrost nedeniyle 160 ° C - 200 ° C arasında bir seçim yapalım)
   2. En sıcak soba ısısı (çünkü aşırı durum hakkında bilgi edinmek istiyorum. 400 ° C veya 500 ° yapmalı, ilk çünkü sobanın üzerinde olduğundan eminim, ikincisi TFD'nin dediği gibi).

Tek bir şok değil, düzenli şoklar (tavanın kullanım ömrü boyunca haftada iki şok) kabul edelim. Etkileri ne olacak? Ayrıca, hemen bir dökme tavayı kırabilecek (ancak her zaman sonuçlanmayacak) bir kombinasyon var mı?

Kaplanmış (örneğin emaye, PTFE, seramik)

Genel olarak cevap veremem, ama bu kolay. Ani termal şok, bir malzemede eşit olmayan genleşmeyle, aynı malzemede, yüksek termal gradyanlar ile veya farklı termal genleşme katsayıları olan malzemeler arasındaki arayüzlerde zorlanmaya neden olur. Bu durumda gerilme (iki farklı malzeme) çok yüksek olabilir. Söz konusu malzeme elastik değilse (örneğin, emaye + seramik; PTFE'nin farklı olduğunu düşünürdüm, ancak emin değilim), o zaman kaplama ile metal arasındaki bağlar ciddi şekilde gerilir ve muhtemelen çatlar ve çip olur.

Size kişisel deneyimlerimden bunu avantajım için kullandığımı söyleyebilirim:

İlkbaharda, kaplamasız bir paslanmaz çelik tavada sap kaynatılarak az miktarda akçaağaç şurubu üretiyorum. Nadir durumlarda, birçok patlayıcı madde salıverilmesinin eşlik etmesiyle, şurubun çok fazla kaynamasına izin verdim, bu noktada yanıyor ve kabın tabanını ince ama sert ve çok esnek bir karbon siyahı tabakasıyla kaplıyor gibi görünüyor. Bunları çıkarmanın püf noktası, bir tür stres çatlağını başlatmaktır, örneğin çelik yünü veya bakır bir pası ovalayarak ve sonra yaptığım şey, tavayı bir süre ısınması için ocakta bırakmam (ancak kırmızı sıcak değildir) ve sonra lavaboya getirin ve karbon karasının sıkışmış olduğu iç tava tabanına soğuk su püskürtün. Birkaç kez sonra, karbon karası pul pul dökülmeye başlayacak ve daha sonra aşınma ve termal şok kombinasyonuyla giderilmesi daha kolay hale gelecektir. (İki tava ben Bunu yaptım iyi oldu; her ikisi de kalın (> 8mm) altta paslanmaz çeliktir ve bunları bu tip en az 30 veya 40 termal döngüden geçirdim.)

yeniden düzenle: genel konu:

Vikipedi şöyle diyor :

Bir malzemenin termal şoka dayanıklılığı, termal şok parametresi ile karakterize edilir:

nerede

• k, termal iletkenliktir,
• σT, malzemenin dayanabileceği maksimum gerilimdir,
• α, termal genleşme katsayısıdır
• E, Young modülüdür ve
• ν Poisson oranıdır.

Daha yüksek termal iletkenlik, malzeme boyunca büyük bir termal gradyan elde etmenin daha zor olduğu anlamına gelir (şoka daha az eğilimli); Daha yüksek termal genleşme daha fazla zorlanma (daha fazla şoka eğilimli) anlamına gelir ve daha yüksek Young modülü, belirli bir zorlanma (daha fazla şoka meyilli) için daha fazla stres anlamına gelir.

Yani teorik olarak farklı malzemeleri karşılaştırabilirsiniz. (okuyucunun alıştırması;) Büyük olasılıkla bakır, yüksek termal iletkenliği ve daha yüksek sünekliği nedeniyle, diğer metallerden daha dayanıklı olacaktır.

Isı iletkenliği k : Bakır = 401, Alüminyum alaşımları = 120-180, paslanmaz çelik = 12-45 (birim = W / m * K)

σT: fikrim yok:

Termal genleşme katsayısı α : Bakır = 17, Alüminyum = 23, demir = 11.1, paslanmaz çelik = 17.3 (birim = 10−6 / ° C)

Young modülü E : Bakır = 117, Alüminyum = 69, demir / çelik = yaklaşık 200 (birim = GPa)

Poisson'ın oranı ν : Bakır / paslanmaz çelik / alüminyum 0.3-0.33 civarındadır, dökme demir = 0.21-0.26

Bu yüzden paslanmaz çelik, alüminyum veya bakırdan daha kötüdür (çok daha düşük termal iletkenlik, daha yüksek Young modülü).

Tavalar hakkında hiçbir zaman bilimsel testler yapmadım, ancak uzun yıllara dayanan tecrübemden dolayı elektrikli ocak, fırın ve gaz ocakları kullanarak bunu gördüm.

Dökme Demir: İyi kalitede bir tava tahrip edilemez görünüyor, kusurlu düşük kalite rastgele çatlar, ancak daha sık aniden ısıtılır veya soğutulur. Yeni bir dökme demir tava satın aldığınızda, baharatınızı tüketmeden önce yerel ocakta birkaç aşırı termal şok verin. Çatlak olursa, garanti kapsamında geri gönderin. Benden daha yaşlı olan ve süper sıcak ateĢlere atılanlar da dahil olmak üzere art arda termal olarak şoklanan bir tava var ve hiçbir iz veya hasar göstermiyor. Aslında tecrübeli yüzeyi bazı PTFE tavalarından daha iyidir.

Kaplamalı Alüminyum: (PTFE) Alüminyum hızla zayıflar ve ısıl şokla çözülür. Sadece çok yüksek bir sıcaklık kullanılması, eğilmeye neden olur ve kaplama da hızla bozulur. Bir süre sonra, alt kısmı 'yeniden şekillendirmek için' el basıncı kullanabilirsiniz.

Paslanmaz Çelik: İyi kalite yok edilemez gibi görünüyor, bu pas çok hafif bir şekilde eğrilebilir ancak düzenli kullanım ile yerine oturma eğilimindedir. Cam temizliği için kullanılan tavalar zamanla daha da az gevşer (daha az yapışkan) (bu iyidir). Son on yılda düzenli olarak kullanılan 55 cm paslanmaz çelik bir wok'um var ve her seferinde soğuk suya dökülerek ve servisten hemen sonra ovularak yıkanıyor

Zımparalanmış alt kısım: Bu tür tavaları kasıtlı olarak asla termal olarak şok etmedim, normalde bu tür pişirme için kullanılmaz. Düşük eşit sıcaklıkta kullanılır

Bir ev ocağının 500 ° C bile olsa 400 ° C'ye ulaşması şaşırtıcı olurdu. Çoğu fırın 260 ° C'yi (500 ° F) geçemez ve kapalı bir kutudadır.

Çelikler genellikle 500 ° C'nin (930 ° F) üzerine, tipik olarak 700 ° C'nin (1300 ° F) üzerine sertleştirilir . Bu da onları kırılgan hale getirir. Sertleşme işlemleri, sıcak metalin hava, yağ veya suyla hızla soğutulmasıyla sona erer. Yüksek stabilite çeliği için parçalar -75 ° C'nin (-100 ° F) altına soğutulabilir

Bunlar 230 ° C'den (445 ° F), tipik olarak 270 ° C'den (520 ° F) temperlenir . Temperleme metali sertleştirir ancak kırılgan değildir. Temperleme işlemi oda sıcaklığına kademeli soğutma ile sona erer

400 ° C (750 ° F) - 510 ° C (950 ° F) aralığında herhangi bir süre engellenebilir, çünkü bu gevrekleşmeye neden olabilir

Böyle ucuz bir beyaz seramik kaplanmış tencereyi işleme tabi tuttum (bu tedavinin uygulanıp uygulanmayacağını bilmeden ve öğrenmek istemek), akan su altında düzenli olarak soğutdu (ilk olarak tabana uygulandı), böylece boşalttıktan hemen sonra temizleyip saklayabildim. 10-20 gibi işlemlerden sonra, paslanmaz çeliğe yapışacak olan herhangi bir şey seramik üzerine yapışır, böylece yapışmaz özellikler çok çabuk kaputtu. Görünen talaş yok, ancak göze çarpan bir şekilde kaplama zerdeçal, karamel vb. İle kolayca boyanabiliyor.

Evet termal şok hasarlı yapışmaz seramik kaplama. Dip sandviç ise, sadece yapışmayı kaybetmemekle kalmaz, aynı zamanda mikro çatlama elde etme şansı artar.

Normal su bazlı ptfe kaplama durumunda, aynı gözlemlemeyeceksiniz.