Tuottaa oikeanlaista materiaali eri toimialojen mekaaninen työ vaatii erityisiä menettelytapoja. Jotkut joutuvat käymään läpi korkeapainemuovauksen, kun taas toiset vaativat sulatuksen korkeissa lämpötiloissa halutun tuotteen valmistamiseksi. Löydät osan kaikista näistä ominaisuuksista yhdestä tai useammasta metallista. Metalliseoksilla on korkeampi lämmönkestävyys, ja niitä käytetään laajalti mekaanisten osien valmistuksessa.
Jos etsit korkean lämpötilan mekaanisiin osiin soveltuvia metalleja, tässä on kaikki tarvitsemasi tiedot:
Metallit, joita käytetään korkean lämpötilan mekaanisten osien valmistuksessa
Joidenkin mekaanisten osien valmistus vaatii metallia, joka kestää korkeita lämpötiloja ottaen huomioon prosessit, joissa ne ovat mukana. Vaikka kuparia, rautaa ja ruostumatonta terästä käytetään yleisesti mekaanisten osien valmistuksessa, seuraavat metallit sopivat korkeisiin lämpötiloihin:
- Nikkeli
- Teräs
- Kromi
- Titaani
- tantaali
- niobium
- Molybdeeni
- Volframi
Nikkeli
Nikkeliä käytetään ruostumattomassa teräksessä ja useammissa seoksissa, jotta ne vahvistetaan mekaanisten osien valmistuksessa. Äärimmäisille lämpötiloille altistaminen vaatii materiaalia, joka kestää kuumuutta ja rasitusta. Nikkeliseoksia käytetään yleensä kaasuturbiinien, lentokoneiden osien ja muiden ilmailu- ja ilmailualan sovellusten valmistuksessa. Nikkelin käyttö tällaisten materiaalien valmistuksessa johtuu sen vetolujuudesta ja korroosionkestävyydestä.
Teräs
Ruostumaton teräs on myös yksi yleisimmistä ilmailu- ja avaruusteollisuudessa käytetyistä metalleista lämmön- ja korroosiota kestävien ominaisuuksiensa ansiosta. Se koostuu raudasta ja kromista sekä muista metalleista, kuten nikkelistä ja molybdeenistä, joiden paksuus on erilainen. Teräs on helppo huoltaa ja säilyttää lujuutensa ja taipuisuutensa korkeissa lämpötiloissa. Sitä käytetään myös kattiloiden, höyryturbiinien ja putkistojärjestelmien valmistuksessa.
Kromi
Kromi on toinen seosaine, jota käytetään titaanissa ja ruostumattomassa teräksessä niiden lujuuden parantamiseksi. Kromi yhdistetään yleensä muiden metalliseosten kanssa tehokkaampien metallien luomiseksi, joita käytetään eri teollisuudenaloilla. Sillä on ominaisuuksia, kuten hauraus, kovuus ja korroosionkestävyys, ja sitä käytetään pinnoituksessa. Muita käyttökohteita ovat auto- ja rakennusteollisuus. Kromia käytetään yhdessä molybdeenin kanssa, jota kutsutaan nimellä Croalloy, Chrome ja CrMo jne.
Titaani
Titaania ja titaaniseoksia käytetään korkean lämpötilan mekaanisten osien valmistukseen, koska ne kestävät korkeita lämpötiloja. Titaanilla on metallien joukossa suurin lujuus ja painosuhde, ja sitä käytetään helposti mekaanisten osien valmistuksessa sotilas-, ilmailu- ja meriteollisuudessa. Korkea väsymys, korkea lämpötila ja korroosionkestävyys tekevät siitä sopivan hydraulijärjestelmiin, laskutelineisiin ja laivavarusteisiin. Titaani kestää jopa 600 asteen lämpötilaa, eikä lämpö ja kemikaalit vaikuta siihen. Lisäksi sillä on hyvä valmistettavuus ja hitsattavuus.
tantaali
Tantaali on tulenkestävä metalli, jota käytetään laajalti laitteiden valmistuksessa, koska se kestää korkeita lämpötiloja. Se yhdistetään muiden metallien kanssa kemiallisissa käsittelylaitoksissa ja ydinreaktoreissa käytettävien superseosten valmistamiseksi. Tantaalin pinnalla oleva hapettunut kalvo tekee siitä korroosionkestävän, mikä tekee siitä sopivan lämpöherkkien laitteiden, kuten suuritehoisten vastusten ja elektrolyyttikondensaattoreiden, valmistusprosesseihin. Vahvuutensa vuoksi niitä käytetään myös lentokonemoottoreiden valmistuksessa.
niobium
Niobium on sitkeä metalli, jota käytetään terässeosten valmistukseen, joskus yhdistettynä volframiin. Se on muita metalleja vähemmän tiheä kuin monet metallit, ja sitä käytetään parantamaan teräksen lämmönkestävyyttä sen sitkeyden vuoksi. Niobiumia, joka tunnetaan myös nimellä Columbium, käytetään myös kirurgisten laitteiden tuotannossa sen kevyen ja luotettavan luonteensa ja sen sovellusten vuoksi suihkumoottoreissa ja lentokoneiden turbiineissa.
Molybdeeni
Molybdeeni on kustannustehokas taitemetalli verrattuna muihin ja sillä on korkea stabiilisuus ja lujuus, mikä lisää seosten lämmönkestävyyttä ja kimmoisuutta. Sen lisäksi, että se parantaa lujuutta, se lisää myös kyseisen metallin lämmönkestävyyttä, sitkeyttä ja karkaisua. Molybdeenin ominaisuudet, kuten sitkeys ja pehmeys, tekevät siitä oikean valinnan erikoiskoneisiin ja sotateollisuuteen, koska se auttaa parantamaan kovuutta.
Volframi
Volframi, hopeanvalkoinen, erittäin hyödyllinen metalli seostettuna muiden metallien kanssa. Sillä on korkein sulamispiste ja suurin vetolujuus 1650 °C:ssa. Kun sitä ei yhdistetä muihin materiaaleihin, se on hauraampaa kuin lasi. Sitä käytetään kuitenkin erittäin lujien laitteiden valmistukseen, jotka kestävät äärimmäisiä lämpötiloja seostettuna, ja sillä on alhaisin höyrynpaine ja alhaisin lämpölaajenemiskerroin. Volframi ei laajenna paljon lämmön vuorovaikutuksessa, ja sitä käytetään rakettien osissa, lentokoneiden matkustamon lämmittimissä, polttovaipauksissa jne.
Metallien lämmönkestävyyteen vaikuttavat tekijät
Jokaisella metallilla on erityisominaisuudet, kun ne yhdistetään seoksiksi. Kun valitset metalliseoksen valmistukseen korkeissa lämpötiloissa, tarkista etsimäsi ominaisuudet. Kuitenkin, kun valitset lämmönkestävää materiaalia mekaanisiin osiin, muista ottaa huomioon muut ominaisuudet, kuten sitkeys ja lujuus. Muita ominaisuuksia, joita sinun tulee etsiä metalliseoksen valinnassa, ovat:
- Hapettumisenkestävyys
- korroosionkestävyys
- Metallin metallurginen stabiilisuus
- Seoksen mekaaniset ominaisuudet tietyssä lämpötilassa
UKK
Muuttuuko seoksen koostumus lämpötilan mukaan?
Kimmomoduulilla on korkeampi stabiilisuus kuin kimmoisuudella korkeassa lämpötilassa ja heikentynyt myötö ja vetolujuus korkeissa lämpötiloissa.
Mitä materiaaleja pidetään korkeina lämpötiloina?
Seoksia, jotka kestävät yli 500 °C:n lämpötiloja, kutsutaan korkean lämpötilan seoksiksi. Niitä käytetään yleensä laitteiden ja osien valmistuksessa, joiden on kestettävä äärimmäisiä lämpötiloja.
Mitä erittäin lämmönkestäviä metalliseoksia käytetään yleisimmin?
Yleisimmin käytettyjä lämmönkestäviä seoksia ovat nikkeli, kromi ja rauta, kun taas nikkeli-, kromi- ja kobolttipohjaisia käytetään vähemmän.
Miksi Ti-lejeeringit ovat suositeltavia korkeissa lämpötiloissa?
Titaanilla on korkea lujuus-tiheyssuhde, mikä tekee siitä sopivan seoksen lentokoneiden moottoreiden valmistukseen ja muihin korkeiden lämpötilojen sovelluksiin.
Loppusanat
Kun etsit korkean lämpötilan mekaanisia osia, harkitse seoksia, jotka kestävät korkeita lämpötiloja ja tekevät myös muista metalleista korkeita lämpötiloja kestäviä. Etsi muita ominaisuuksia, kuten sitkeys ja vetolujuus. Kaikki nämä ominaisuudet yhdistettynä korroosionkestävyyteen takaavat oikean metallin valinnan.