Produkcja odpowiedniego rodzaju materiał do pracy mechanicznej w różnych gałęziach przemysłu wymaga specjalnych procedur. Niektóre muszą przejść przez formowanie pod wysokim ciśnieniem, podczas gdy inne wymagają stopienia w wysokich temperaturach, aby wytworzyć pożądany produkt. Niektóre ze wszystkich tych właściwości można znaleźć w jednym metalu lub w kilku. Stopy wykazują wyższą odporność na ciepło i są szeroko stosowane w produkcji części mechanicznych.
Jeśli szukasz metali nadających się do pracy w wysokich temperaturach części mechanicznych, oto wszystkie potrzebne informacje:
Metale używane do produkcji części mechanicznych pracujących w wysokich temperaturach
Produkcja niektórych części mechanicznych wymaga metalu, który może wytrzymać wysokie temperatury, biorąc pod uwagę procesy, w których są zaangażowane. Podczas gdy miedź, żelazo i stal nierdzewna są powszechnie używane do produkcji części mechanicznych, następujące metale są odpowiednie do wysokich temperatur:
- Nikiel
- Stal
- chrom
- Tytan
- Tantal
- niob
- Molibden
- Wolfram
Nikiel
Nikiel jest używany w stali nierdzewnej i innych stopach, aby wzmocnić je do produkcji części mechanicznych. Ekspozycja pozwala na ekstremalne temperatury wymaga materiału, który jest odporny na ciepło i uderzenia. Stopy niklu są zwykle używane do produkcji turbin gazowych, części samolotów i innych zastosowań w lotnictwie i kosmonautyce. Wykorzystanie niklu do produkcji takiego materiału wynika z jego wytrzymałości na rozciąganie i odporności na korozję.
Stal
Stal nierdzewna jest również jednym z metali powszechnie stosowanych w przemyśle lotniczym ze względu na swoją odporność na ciepło i korozję. Składa się z żelaza i chromu oraz innych metali, takich jak nikiel i molibden, o różnych grubościach. Stal jest łatwa w utrzymaniu i zachowuje swoją wytrzymałość i ciągliwość w wysokiej temperaturze. Wykorzystywany jest również do produkcji kotłów, turbin parowych i instalacji rurowych.
chrom
Chrom to kolejny środek stopowy stosowany w tytanie i stali nierdzewnej w celu poprawy ich wytrzymałości. Chrom jest zwykle łączony z innymi stopami, aby stworzyć mocniejsze metale stosowane w różnych gałęziach przemysłu. Posiada właściwości takie jak kruchość, twardość i odporność na korozję i jest stosowany w galwanizacji. Inne zastosowania obejmują przemysł motoryzacyjny i budowlany. Chrom stosuje się w połączeniu z molibdenem, zwanym Croalloy, Chrome i CrMo itp.
Tytan
Stopy tytanu i tytanu są wykorzystywane do produkcji części mechanicznych pracujących w wysokich temperaturach, ponieważ mogą one wytrzymać wysokie temperatury. Tytan ma najwyższy stosunek wytrzymałości do masy spośród metali i jest chętnie stosowany do produkcji części mechanicznych w przemyśle wojskowym, lotniczym i morskim. Wysoka odporność na zmęczenie, wysoką temperaturę i korozję sprawiają, że nadaje się do układów hydraulicznych, podwozia i sprzętu morskiego. Tytan może wytrzymać temperaturę do 600 stopni i nie ma na niego wpływu ciepło ani chemikalia. Ponadto ma dobrą podatność na obróbkę i spawalność.
Tantal
Tantal jest metalem ogniotrwałym szeroko stosowanym w produkcji sprzętu ze względu na jego odporność na wysokie temperatury. Jest on łączony z innymi metalami w celu wytworzenia nadstopów stosowanych w zakładach przetwórstwa chemicznego i reaktorach jądrowych. Utleniony film na powierzchni tantalu czyni go odpornym na korozję, dzięki czemu nadaje się do procesów produkcyjnych urządzeń wrażliwych na ciepło, takich jak rezystory dużej mocy i kondensatory elektrolityczne. Ze względu na swoją wytrzymałość są również wykorzystywane do produkcji silników lotniczych.
niob
Niob jest plastycznym metalem używanym do produkcji stopów stali, czasami w połączeniu z wolframem. Jest mniej gęsty niż inne metale niż wiele metali i jest używany do poprawy żaroodporności stali ze względu na jej ciągliwość. Niob, znany również jako Columbium, jest również używany w produkcji sprzętu chirurgicznego ze względu na jego lekki i niezawodny charakter oraz zastosowanie w silnikach odrzutowych i turbinach lotniczych.
Molibden
Molibden jest niedrogim metalem refrakcyjnym w porównaniu z innymi i posiada wysoki stopień stabilności i wytrzymałości, co zwiększa odporność cieplną i sprężystość stopów. Oprócz poprawy wytrzymałości, zwiększa również odporność na ciepło, wytrzymałość i hartowność tego metalu. Właściwości Molibdenu, takie jak ciągliwość i miękkość, sprawiają, że jest to właściwy wybór dla maszyn specjalistycznych i przemysłu wojskowego, ponieważ poprawia twardość.
Wolfram
Wolfram, srebrno-biały, bardzo użyteczny metal stopowy z innymi metalami. Posiada najwyższą temperaturę topnienia oraz najwyższą wytrzymałość na rozciąganie w 1650°C. W połączeniu z innymi materiałami jest bardziej kruchy niż szkło. Jest jednak używany do produkcji urządzeń o wysokiej wytrzymałości, które wytrzymują ekstremalne temperatury po stopieniu i mają najniższą prężność par i najniższy współczynnik rozszerzalności cieplnej. Wolfram nie rozszerza się zbytnio pod wpływem ciepła i jest stosowany w częściach statków rakietowych, ogrzewaczach kabin samolotów, wkładach spalania itp.
Czynniki wpływające na odporność cieplną metali
Każdy metal ma swoje specyficzne właściwości w połączeniu w stopy. Decydując się na stop do produkcji w wysokich temperaturach, sprawdź właściwości, których szukasz. Jednak wybierając materiał żaroodporny na części mechaniczne, należy pamiętać o innych właściwościach, takich jak plastyczność i wytrzymałość. Inne właściwości, na które należy zwrócić uwagę przy wyborze stopu metalu, to:
- Odporność na utlenianie
- Odporność na korozję
- Stabilność metalurgiczna metalu
- Właściwości mechaniczne stopu w określonej temperaturze
Najczęściej zadawane pytania
Czy skład stopu zmienia się wraz z temperaturą?
Moduł sprężystości ma wyższą stabilność niż sprężystość w wysokiej temperaturze oraz obniżoną plastyczność i wytrzymałość na rozciąganie w wysokich temperaturach.
Jakie materiały są uważane za wysokotemperaturowe?
Stopy, które mogą wytrzymać temperatury 500°C i wyższe, nazywane są stopami wysokotemperaturowymi. Są one zwykle używane do produkcji urządzeń i części, które muszą wytrzymać ekstremalne temperatury.
Jakie stopy o wysokiej żaroodporności są najczęściej używane?
Do najczęściej stosowanych stopów żaroodpornych należą nikiel, chrom i żelazo, podczas gdy na bazie niklu, chromu i kobaltu stosuje się rzadziej.
Dlaczego stopy Ti są preferowane do zastosowań w wysokich temperaturach?
Tytan ma wysoki stosunek wytrzymałości do gęstości, dzięki czemu jest odpowiednim stopem do produkcji silników lotniczych i innych zastosowań wysokotemperaturowych.
Ostatnie słowa
Szukając części mechanicznych pracujących w wysokiej temperaturze, weź pod uwagę stopy, które są odporne na wysoką temperaturę, a także czynią inne metale odporne na wysokie temperatury. Poszukaj innych właściwości, takich jak ciągliwość i wytrzymałość na rozciąganie. Wszystkie te właściwości w połączeniu z odpornością na korozję zapewniają właściwy wybór potrzebnego metalu.