Um dos efeitos mais críticos do ciclismo térmico no Assento de exaustão do compressor é fadiga térmica, que ocorre quando o componente experimenta expansão e contração repetidas devido a mudanças rápidas de temperatura durante a inicialização e o desligamento. Cada vez que o compressor faz a transição da temperatura ambiente para os níveis operacionais de calor e as costas, o material passa por tensão mecânica. Isso é particularmente grave quando as taxas de aquecimento ou resfriamento são altas, pois a estrutura metálica não tem tempo para se estabilizar. Com o tempo, os ciclos repetidos causam a formação de microcracks, geralmente iniciando em concentradores de estresse interno, como inclusões, limites de grãos, cantos afiados ou imperfeições da superfície. À medida que a fadiga térmica progride, essas microcracks se propagam mais profundamente a cada ciclo e podem se conectar para formar uma fratura maior, levando a uma falha estrutural grave. O perigo nem sempre é imediato, mas se acumula gradualmente, tornando a inspeção regular e a modelagem de fadiga essenciais em ambientes de alto ciclo de serviço. O uso de ligas com alta resistência à fadiga térmica, como materiais à base de níquel ou à base de cobalto, geralmente é necessária para prolongar a vida útil dos assentos de escape do compressor expostos a ciclos térmicos agressivos.
Os gradientes térmicos causados por mudanças rápidas de temperatura nem sempre afetam toda a superfície do assento de exaustão do compressor uniformemente. Seções diferentes podem expandir ou contratar taxas diferentes, especialmente se o design não tiver simetria geométrica ou uniformidade do material. Isso leva a tensões internas desiguais que resultam em distorção ou deformação. Mesmo distorções minuciosas podem afetar como a válvula de escape se vela contra o assento, potencialmente levando a vazamentos, perda de pressão ou vibração da válvula. O assento também pode perder sua concordância com a guia da válvula, comprometendo as características do fluxo e criando turbulência localizada. Com o tempo, o acúmulo de distorção térmica pode causar deformação permanente que torna inutilizável o assento. Para mitigar esses riscos, os fabricantes podem incorporar recursos como slots de expansão ou bordas chanfradas no projeto e podem empregar processos de tratamento térmico de alívio do estresse após a usinagem para estabilizar o material.
Muitos assentos de exaustão do compressor são endurecidos pela superfície para resistir ao desgaste mecânico do impacto da válvula e da abrasão do gás. Técnicas como nitragem, carburismo ou aplicação de ligas hardfacing, como o estrelito, são comumente usadas para criar uma camada externa durável. No entanto, com a exposição repetida a altas temperaturas, especialmente quando essas temperaturas excedem a faixa de estabilidade do tratamento da superfície, a camada endurecida pode começar a se degradar. Em alguns casos, a dureza diminui devido à transformação de fase ou efeitos de temperamento, enquanto em outros, a adesão do revestimento ao metal base enfraquece, levando à delaminação. Uma vez que a camada de superfície se deteriora, o substrato mais suave fica exposto e vulnerável à erosão, pressa e afeta a deformação. Isso prejudica a superfície de vedação funcional e aumenta a probabilidade de vazamento de gás ou falha completa da válvula. Os fabricantes geralmente especificam limites térmicos superiores para o substrato e os materiais de revestimento para garantir a compatibilidade térmica.
A ciclagem térmica acelera a oxidação, especialmente em ambientes onde oxigênio, vapor de água ou gases corrosivos estão presentes. Durante cada ciclo de aquecimento, a superfície do assento de escape do compressor reage com oxigênio, formando camadas de óxido como óxido de ferro, óxido de cromo ou óxido de níquel, dependendo da composição do material. Enquanto alguns filmes de óxido são protetores e autolimitados, as rápidas flutuações de temperatura fazem com que essas camadas se expandam e se contraam repetidamente, levando a rachaduras ou espalações. Isso expõe o material base à oxidação fresca, resultando em degradação da superfície contínua. Os óxidos de descamação também podem interferir na operação da válvula, causando vazamento de assento ou abrasão interna de componentes adjacentes. Em casos extremos, esse ciclo pode levar a corrosão, afinamento localizado do metal ou fragilização devido à oxidação intergranular. Para combater os danos a oxidação, as ligas de alto-cromo ou de alto alumínio são frequentemente usadas devido à sua capacidade de formar escalas de óxido estável e aderente.