Làm thế nào để sốc nhiệt ảnh hưởng đến chảo làm bằng vật liệu khác nhau?

Trong một câu hỏi khác , tôi đã có một cuộc thảo luận nhỏ với TFD về tác dụng làm mát sốc trên chảo. Tóm lại, tôi đã nói rằng nó rất tệ cho chảo, và anh ấy nói rằng đặc biệt là nếu chảo được làm bằng thép, đáng lẽ phải ở nhiệt độ 500 ° C để các cú sốc có hậu quả, không phải ở nhiệt độ nấu kẹo. Tôi nghĩ rằng nếu nó xảy ra thường xuyên, ngay cả ở nhiệt độ thấp, cấu trúc bên trong của chảo sẽ kém hơn (do các vết nứt nhỏ, hoặc có thể có một số khác biệt trong cấu trúc tinh thể của kim loại), dẫn đến các điểm nóng.

Tôi muốn mở rộng câu hỏi một chút. Tôi nghĩ rằng tất cả chúng ta sẽ đồng ý rằng các cú sốc nhiệt độ lớn có hậu quả xấu đối với kim loại (nghĩ giả mạo). Tôi nghĩ rằng những cú sốc nhỏ hơn sẽ có một số (nhưng hậu quả nhỏ hơn), nhưng sau những bình luận của TFD tôi không chắc chắn. Có thể làm hài lòng ai đó có kiến ​​thức tốt hơn về kim loại giải thích những gì xảy ra trong các kết hợp khác nhau sau đây:

1. Phương pháp làm mát
   1. Ngâm toàn bộ chảo trong nước lạnh (như trong, tôi có xi-rô đường nóng trong đó, và muốn ngừng sưởi ấm ngay lập tức).
   2. Đổ một lượng nhỏ chất lỏng lạnh vào chảo nóng rỗng (như trong khử khí).
2. Vật liệu Pan
   1. Thép không gỉ
   2. Nhôm
   3. Đáy bánh sandwich
   4. Phủ (ví dụ men, PTFE, gốm)
   5. Đồng
   6. Bàn là
3. Chênh lệch nhiệt độ (nước lạnh của chúng tôi trong mọi trường hợp trong phạm vi 5 ° C (tủ lạnh) - 15 ° C (vòi))
   1. Nhiệt độ bít tết / kẹo (hãy chọn một phạm vi 160 ° C - 200 ° C vì caramen hóa và Leidenfrost)
   2. Nhiệt độ bếp nóng nhất (vì tôi muốn biết về trường hợp cực đoan. 400 ° C hoặc 500 ° nên làm, thứ nhất vì đó là điều tôi chắc chắn đã có trên bếp của mình, thứ hai vì TFD đã đề cập đến nó).

Chúng ta hãy giả sử không phải là một cú sốc duy nhất, mà là những cú sốc thông thường (có thể là hai cú sốc một tuần trong suốt vòng đời của chảo). Hiệu ứng sẽ thế nào? Ngoài ra, có sự kết hợp nào có thể (nhưng sẽ không luôn luôn dẫn đến) làm nứt chảo gang ngay lập tức không?

Phủ (ví dụ men, PTFE, gốm)

Tôi không thể trả lời chung chung, nhưng điều đó thật dễ dàng. Sốc nhiệt đột ngột gây ra sự căng thẳng trong vật liệu do sự giãn nở không đều, hoặc trong cùng một vật liệu bởi độ dốc nhiệt cao hoặc trong các giao diện giữa các vật liệu có hệ số giãn nở nhiệt khác nhau. Sự căng thẳng trong trường hợp này (hai vật liệu khác nhau) có thể rất cao. Nếu vật liệu trong câu hỏi không phải là đàn hồi (ví dụ như men + gốm; tôi sẽ nghĩ rằng PTFE là khác nhau, nhưng tôi không chắc chắn), thì liên kết giữa lớp phủ và kim loại sẽ bị căng thẳng nghiêm trọng và nó có thể bị nứt và sứt mẻ.

Tôi có thể nói với bạn từ kinh nghiệm cá nhân rằng tôi đã thực sự sử dụng điều này cho lợi thế của mình:

Vào mùa xuân, tôi sản xuất một lượng nhỏ xi-rô cây thích bằng cách đun nhựa cây trong chảo inox không tráng. Trong những dịp hiếm hoi, kèm theo việc phát hành nhiều chất nổ, tôi đã để xi-rô sôi quá xa, lúc đó nó cháy và dường như phủ lên đáy chảo một lớp than đen mỏng nhưng rất cứng và rất đàn hồi. Mẹo để loại bỏ thứ này là bắt đầu một loại vết nứt căng thẳng, ví dụ bằng cách chà bằng len thép hoặc miếng đồng, và sau đó, điều tôi làm là đặt chảo lên bếp một lúc để nó nóng lên (nhưng không nóng đỏ), sau đó mang nó đến bồn rửa và phun nước lạnh vào đáy chảo bên trong nơi có muội than. Sau một vài lần, muội than sẽ bắt đầu bong ra và sau đó nó trở nên dễ dàng hơn để loại bỏ bằng cách kết hợp mài mòn và sốc nhiệt. (Hai chảo tôi ' đã làm điều này trên đã được tốt đẹp; cả hai đều là thép không gỉ có đáy dày (> 8 mm) và tôi đã đặt chúng qua ít nhất 30 hoặc 40 chu kỳ nhiệt loại này.)

chỉnh sửa lại: chủ đề chung:

Wikipedia nói điều này :

Độ bền của vật liệu đối với sốc nhiệt được đặc trưng với thông số sốc nhiệt:

Ở đâu

• k là độ dẫn nhiệt,
• T là lực căng tối đa mà vật liệu có thể chống lại,
• α là hệ số giãn nở nhiệt
• E là mô đun của Young, và
• ν là tỷ lệ Poisson.

Độ dẫn nhiệt cao hơn có nghĩa là khó có được độ dốc nhiệt lớn trên vật liệu (ít bị sốc hơn); giãn nở nhiệt cao hơn có nghĩa là căng thẳng hơn (dễ bị sốc hơn) và mô đun Young cao hơn có nghĩa là căng thẳng hơn đối với một chủng nhất định (dễ bị sốc hơn).

Vì vậy, về mặt lý thuyết bạn có thể so sánh các vật liệu khác nhau. (tập thể dục cho người đọc;) Nhiều khả năng đồng sẽ có khả năng đàn hồi tốt hơn các kim loại khác, vì độ dẫn nhiệt cao hơn và độ dẻo cao hơn.

Độ dẫn nhiệt k : Đồng = 401, Hợp kim nhôm = 120-180, thép không gỉ = 12-45 (đơn vị = W / m * K)

T: không có ý tưởng:

Hệ số giãn nở nhiệt α : Đồng = 17, Nhôm = 23, sắt = 11,1, thép không gỉ = 17,3 (đơn vị = 10−6 / ° C)

Mô đun trẻ của E : Đồng = 117, Nhôm = 69, sắt / thép = khoảng 200 (đơn vị = GPa)

Tỷ lệ của Poisson ν : Đồng / thép không gỉ / nhôm đều nằm trong khoảng 0,3-0,33, gang = 0,21-0,26

Vì vậy, thép không gỉ kém hơn nhôm hoặc đồng (độ dẫn nhiệt thấp hơn nhiều, mô đun Young cao hơn).

Tôi chưa bao giờ tiến hành các thử nghiệm khoa học trên chảo, nhưng từ nhiều năm kinh nghiệm tôi đã quan sát điều này bằng cách sử dụng bếp điện, lò nướng và bếp gas

Gang: Một chiếc chảo chất lượng tốt dường như không thể phá hủy, chất lượng thấp với các lỗ hổng sẽ bị nứt ngẫu nhiên, nhưng thường xuyên hơn khi bị nóng hoặc làm lạnh đột ngột. Khi bạn mua một chảo gang mới, hãy cho nó một vài cú sốc nhiệt cực độ trên bếp trong nhà của bạn trước khi bạn làm phiền nó. Nếu nó bị nứt hãy gửi lại theo bảo hành. Tôi có một cái chảo lớn hơn tôi đã bị sốc nhiệt liên tục bao gồm cả ném vào những đám cháy siêu nóng, và không có dấu hiệu hay thiệt hại. Trên thực tế, bề mặt dày dạn của nó tốt hơn so với một số chảo PTFE

Nhôm tráng: (PTFE) Nhôm nhanh chóng trở nên yếu hơn và cong vênh với sốc nhiệt. Chỉ cần sử dụng nhiệt quá cao sẽ gây ra cong vênh và lớp phủ cũng nhanh chóng xấu đi. Sau một thời gian, bạn có thể sử dụng áp lực tay để 'định hình lại' phía dưới :-)

Thép không gỉ: Chất lượng tốt dường như không thể phá hủy, pas này có thể cong vênh rất nhẹ nhưng có xu hướng ổn định trở lại với việc sử dụng thường xuyên. Chảo được sử dụng để khử kính dường như bị trơn (ít dính) theo thời gian (điều này là tốt). Tôi có một chiếc chảo inox 55cm đã được sử dụng thường xuyên trong mười năm qua và được rửa sạch mỗi lần bằng cách đổ vào nước lạnh và cọ rửa ngay sau khi phục vụ

Đáy bánh sandwich: Tôi chưa bao giờ sốc nhiệt loại chảo này một cách có chủ ý, thường không được sử dụng cho kiểu nấu này. Được sử dụng cho nhiệt độ thấp

Tôi sẽ ngạc nhiên nếu một bếp trong nước có thể lên tới 400 ° C chứ đừng nói đến 500 ° C. Hầu hết các lò nướng không thể vượt qua 260 ° C (500 ° F) và đó là trong một hộp kín

Thép thường được làm cứng trên 500 ° C (930 ° F), thường trên 700 ° C (1300 ° F). Điều này cũng làm cho chúng giòn. Các quá trình đông cứng kết thúc với kim loại nóng được làm lạnh nhanh bằng không khí, dầu hoặc nước. Đối với thép có độ ổn định cao, các bộ phận có thể được làm mát xuống dưới -75 ° C (-100 ° F)

Chúng được tôi luyện từ 230 ° C (445 ° F), thường là 270 ° C (520 ° F). Nhiệt độ làm cho kim loại cứng nhưng không giòn. Quá trình ủ kết thúc với việc làm mát dần đến nhiệt độ phòng

Phạm vi 400 ° C (750 ° F) - 510 ° C (950 ° F) được tránh trong bất kỳ khoảng thời gian nào vì điều này có thể gây ra sự ôm ấp

Đã xử lý một cái chảo phủ gốm trắng rẻ tiền như thế (không biết có nên xử lý hay không và muốn tìm hiểu), thường xuyên làm lạnh dưới vòi nước (lần đầu tiên áp dụng vào đế) để tôi có thể làm sạch và bảo quản ngay sau khi đổ. Sau 10-20 lần xử lý như vậy, bất cứ thứ gì dính vào thép không gỉ sẽ dính vào gốm, vì vậy các đặc tính không dính đã biến mất rất nhanh. Không bị sứt mẻ, nhưng đáng chú ý là lớp phủ dễ bị ố từ bột nghệ, caramel, v.v ... theo cách mà bạn khó có thể có được màu trắng trở lại.

Có sốc nhiệt làm hỏng lớp phủ gốm không dính. Nếu dưới cùng là bánh sandwich, có nhiều cơ hội không chỉ mất không dính mà còn bị nứt vi mô.

Trong trường hợp lớp phủ ptfe dựa trên nước bình thường, bạn sẽ không quan sát tương tự.