Aşırı sıcaklık koşullarında (-40°C ila 150°C) fren yayının elastik modülünün değişim oranı nedir?

Aşırı sıcaklık koşullarında elastik modüldeki değişiklik fren yayı hem malzeme özelliklerinden hem de sıcaklık aralığından etkilenir. Karbon çeliği yay malzemeleri için elastik modül, düşük sıcaklık bölümünde (-40°C ila 0°C) çok az değişir. Deneysel veriler, -50°C ila 50°C aralığında elastik modül dalgalanmasının genellikle %2'yi aşmadığını göstermektedir. Yüksek sıcaklık bölümüne (60°C - 150°C) girdikten sonra elastik modül, atom aralığı arttıkça ve kafes termal titreşimi yoğunlaştıkça doğrusal olmayan bir bozulma gösterir. 100°C'de, tipik karbonlu çelik malzemelerin elastik modülü yaklaşık %3-%5 azalırken, nikel bazlı alaşımlar gibi ısıya dayanıklı alaşımlı malzemelerin bozunma oranı %1-%3 arasında kontrol edilebilir. Sıcaklık 150°C'ye yaklaştığında, karbon çeliğinin elastik modülündeki kümülatif azalma %8-%12'ye ulaşabilir. Malzeme özel ısıl işleme tabi tutulursa veya krom, molibden gibi alaşım elementleri eklenirse bu değer %5-%8'e kadar optimize edilebilir. Elastik modül bozunma hızının artan sıcaklıkla hızlandığını ve 150°C'deki anlık değişim oranının %0,1/°C'ye ulaşabileceğini belirtmek gerekir; bu esas olarak dislokasyon hareketi aktivasyon enerjisinin azalmasının neden olduğu kafes yumuşatma etkisinden kaynaklanmaktadır. Silikon-krom alaşımlı çelikten yapılmış fren yaylarının yüksek sıcaklık stabilitesi sıradan karbon çeliğinden daha iyidir ve 150°C'deki elastik modül zayıflama oranı %6-%9 aralığında kontrol edilebilir. Bunun nedeni, alaşım elementlerinin oluşturduğu stabil karbür ağının tane sınırları üzerindeki sabitleme etkisidir.