ייצור מהסוג הנכון של חוֹמֶר עבור עבודה מכנית בתעשיות שונות דורש נהלים ספציפיים. חלקם צריכים לעבור יציקה בלחץ גבוה, בעוד שאחרים דורשים התכה בטמפרטורות גבוהות כדי לייצר את המוצר הרצוי. אתה יכול למצוא חלק מכל המאפיינים הללו במתכת אחת או יותר. סגסוגות מפגינות עמידות גבוהה יותר בחום והן נמצאות בשימוש נרחב בייצור חלקים מכניים.
אם אתם מחפשים מתכות המתאימות לחלקים מכניים לעבודה בטמפרטורה גבוהה, הנה כל המידע שאתם צריכים:
מתכות המשמשות בייצור עבור חלקים מכניים לעבודה בטמפרטורה גבוהה
ייצור חלקים מכניים מסוימים דורש מתכת שיכולה לשאת טמפרטורות גבוהות בהתחשב בתהליכים שהם מעורבים בהם. בעוד שנחושת, ברזל ונירוסטה משמשים בדרך כלל בייצור חלקים מכניים, המתכות הבאות מתאימות לטמפרטורות גבוהות:
- ניקל
- פְּלָדָה
- כרום
- טיטניום
- טנטלום
- ניוביום
- מוליבדן
- ווֹלפרָם
ניקל
ניקל משמש בנירוסטה ובסגסוגות נוספות כדי להפוך אותם לחזקים יותר לייצור חלקים מכניים. החשיפה מאפשרת לטמפרטורות קיצוניות דורשת חומר שיכול לעמוד בחום ובמכות. סגסוגות ניקל משמשות בדרך כלל בייצור של טורבינות גז, חלקי מטוסים ויישומים אחרים בתחום התעופה והחלל. הניצול של ניקל בייצור חומר כזה נובע מחוזק המתיחה שלו ועמידות בפני קורוזיה.
פְּלָדָה
נירוסטה היא גם אחת המתכות הנפוצות בשימוש בתעשייה האווירית בשל תכונותיה העמידות בפני חום וקורוזיה. הוא מורכב מברזל וכרום יחד עם מתכות אחרות כמו ניקל ומוליבדן עם סוגים שונים של עובי. פלדה קלה לתחזוקה ולשמור על חוזקה וגמישותן בטמפרטורה גבוהה. הוא משמש גם בייצור דוודים, טורבינות קיטור ומערכות צנרת.
כרום
כרום הוא חומר סגסוג נוסף המשמש בטיטניום ובנירוסטה כדי לשפר את חוזקם. כרום משולב בדרך כלל עם סגסוגות אחרות כדי ליצור מתכות חזקות יותר המשמשות בתעשיות שונות. הוא בעל תכונות כמו שבירות, קשיות ועמידות בפני קורוזיה ומשמש בציפוי. יישומים אחרים כוללים את תעשיית הרכב והבנייה. כרום משמש בשילוב עם מוליבדן, הנקרא Croalloy, Chrome ו- CrMo וכו'.
טיטניום
טיטניום וסגסוגות טיטניום משמשות לייצור חלקים מכניים לעבודה בטמפרטורה גבוהה מכיוון שהם יכולים לשאת טמפרטורות גבוהות. לטיטניום יש את יחס החוזק הגבוה ביותר מבין המתכות והוא מועסק בקלות בייצור חלקים מכניים בתעשיות הצבאיות, התעופה והחלל והימיות. עייפות גבוהה, טמפרטורה גבוהה ועמידות בפני קורוזיה הופכים אותו למתאים למערכות הידראוליות, ציוד נחיתה וציוד ימי. טיטניום יכול לעמוד בטמפרטורה של עד 600 מעלות ואינו מושפע מחום וכימיקלים. יתר על כן, יש לו יכולת עיבוד וריתוך טובים.
טנטלום
טנטלום היא מתכת עקשנית בשימוש נרחב בייצור ציוד בגלל יכולתה לשאת טמפרטורות גבוהות. הוא משולב עם מתכות אחרות לייצור סגסוגות-על המשמשות במפעלי עיבוד כימיים וכורים גרעיניים. הסרט המחומצן על פני הטנטלום הופך אותו לעמיד בפני קורוזיה, מה שהופך אותו למתאים בתהליכי ייצור של מכשירים רגישים לחום כמו נגדים בעלי הספק גבוה וקבלים אלקטרוליטיים. בהתחשב בחוזקם, הם משמשים גם בייצור מנועי תעופה.
ניוביום
ניוביום היא מתכת רקיעה המשמשת לייצור סגסוגות פלדה, לפעמים בשילוב עם טונגסטן. הוא פחות צפוף ממתכות אחרות מאשר מתכות רבות ומשמש לשיפור תכונות העמידות בחום של פלדה בשל משיכותה. ניוביום, הידוע גם בשם קולומביום, משמש גם בייצור ציוד כירורגי בגלל אופיו קל המשקל והאמין והיישומים שלו במנועי סילון וטורבינות מטוסים.
מוליבדן
מוליבדן היא מתכת שבירה חסכונית בהשוואה לאחרים ובעלת רמה גבוהה של יציבות וחוזק, מה שמגביר את עמידות החום והחוסן של סגסוגות. מלבד שיפור החוזק, זה גם מגביר את עמידות החום, הקשיחות והקשיחות של אותה מתכת. המאפיינים של מוליבדן כמו גמישות ורכות הופכים אותו לבחירה הנכונה עבור מכונות מיוחדות ותעשייה צבאית מכיוון שהוא עוזר לשפר את הקשיות.
ווֹלפרָם
טונגסטן, מתכת כסוף-לבנה, שימושית ביותר, בשילוב מתכות אחרות. יש לו את נקודת ההיתוך הגבוהה ביותר יחד עם חוזק המתיחה הגבוה ביותר ב-1650 מעלות צלזיוס. כאשר אינו משולב עם חומרים אחרים, הוא שביר יותר מזכוכית. עם זאת, הוא משמש לייצור ציוד בעל חוזק גבוה לשאת טמפרטורות קיצוניות כאשר הוא סגסוג ובעל לחץ האדים הנמוך ביותר ומקדם ההתפשטות התרמית הנמוך ביותר. טונגסטן אינו מרחיב הרבה על אינטראקציית חום ומשמש בחלקי ספינות רקטות, מחממי תא מטוסים, ספינות בעירה וכו'.
גורמים המשפיעים על עמידות החום של מתכות
לכל מתכת יש את התכונות הספציפיות שלה בשילוב ליצירת סגסוגות. כאשר מחליטים על סגסוגת לייצור בטמפרטורות גבוהות, בדקו את המאפיינים שאתם מחפשים. עם זאת, בעת בחירת חומר עמיד בחום עבור חלקים מכניים, זכור לשקול תכונות אחרות כמו גמישות וחוזק. מאפיינים נוספים שאתה חייב לחפש בעת בחירת סגסוגת מתכת כוללים:
- עמידות בפני חמצון
- עמידות בפני קורוזיה
- יציבות מתכתית של המתכת
- התכונות המכניות של הסגסוגת בטמפרטורה מסוימת
שאלות נפוצות
האם הרכב הסגסוגת משתנה עם הטמפרטורה?
למודול האלסטיות יש יציבות גבוהה יותר מאלסטיות בטמפרטורה גבוהה וירידה בחוזק התפוקה והמתיחה בטמפרטורות גבוהות.
אילו חומרים נחשבים לטמפרטורה גבוהה?
סגסוגות שיכולות לעמוד בטמפרטורות של 500 מעלות צלזיוס ומעלה נקראות סגסוגות בטמפרטורה גבוהה. הם משמשים בדרך כלל בייצור ציוד וחלקים שצריכים לשאת טמפרטורות קיצוניות.
באילו סגסוגות עמידות חום הכי נעשה שימוש?
סגסוגות עמידות חום הנפוצות ביותר כוללות ניקל, כרום וברזל, בעוד שפחות שימוש על בסיס ניקל, כרום וקובלט.
מדוע סגסוגות Ti מועדפות עבור יישומים בטמפרטורה גבוהה?
טיטניום הוא בעל יחס חוזק-צפיפות גבוה, מה שהופך אותו לסגסוגת מתאימה לייצור מנועי מטוסים ויישומים אחרים בטמפרטורה גבוהה.
מילים אחרונות
כאשר מחפשים חלקים מכאניים הפועלים בטמפרטורה גבוהה, שקול סגסוגות שיכולות לעמוד בפני טמפרטורה גבוהה וגם להפוך מתכות אחרות לעמידות בפני טמפרטורות גבוהות. חפש מאפיינים אחרים כמו משיכות וחוזק מתיחה. כל המאפיינים הללו בשילוב עם עמידות בפני קורוזיה מהווים את הבחירה הנכונה של המתכת שאתה צריך.