A tervezésben és a használatában Lapátmotorok , Az anyagok megválasztása fontos hatással van a kopásállóságára és a magas hőmérséklet -ellenállásra. Mivel a lapátmotorok, a pengék és a forgórészek alapvető alkotóelemei nagy mechanikai feszültségnek és súrlódásnak vannak kitéve, így anyaguk minősége közvetlenül meghatározza a motor élettartamát és működési teljesítményét.
A kopásállóság fontos teljesítménymutató a lapátmotorok számára, hogy fenntartsák a hosszú távú használat nagy hatékonyságát, különösen nagy terhelés és nagysebességű működés mellett. Az anyag keménysége, felületi érdessége és súrlódási ellenállása befolyásolja a motor kopási ellenállását. A közös anyagok kopásállóságra gyakorolt hatása a következő:
A magas szén -dioxid -acél vagy az ötvözött acél nagy keménységgel és szilárdsággal rendelkezik, ellenáll a nagy mechanikus terheléseknek és ellenáll a súrlódás károsodásainak. Ezek az anyagok jól teljesítenek nagy terhelések mellett, különösen, ha nagy sebességgel futnak, ami hatékonyan csökkentheti a kopást.
A nagy keménység ellenére továbbra is befolyásolja a magas hőmérsékleti környezet, amely növelheti a törékenységet, ezért alacsony hőmérsékleten vagy hűtőrendszerrel kell használni.
A rozsdamentes acél nemcsak jó keménységgel rendelkezik, hanem kiváló korrózióállósággal és kopásállósággal is rendelkezik, és nedves és erősen korrozív környezetben is alkalmas.
Keménysége általában alacsonyabb, mint a magas szén -dioxid -acélé, és kopási ellenállása viszonylag gyenge, de kopási ellenállása az ötvözet összetételének optimalizálásával javítható (például olyan elemek hozzáadása, mint a molibdén és a nikkel).
A volfrám -ötvözet nagyon magas keménységgel és kopásállósággal rendelkezik, és alkalmas szélsőséges körülmények között, különösen magas hőmérsékleten, nagy terheléssel és nagy sebességgel.
Költséges és nehéz feldolgozni, tehát csak egyes alkalmazásokban választják ki, amelyek magasabb teljesítményt igényelnek.
A kerámia anyagok nagyon nagy keménységgel, jó kopásállósággal és korrózióállósággal rendelkeznek, és különösen alkalmasak a nagy súrlódási veszteséggel rendelkező környezetben történő felhasználásra.
A kerámia viszonylag törékeny és könnyen eltörik túlzott hatás alatt, tehát általában csak alacsony ütközésű alkalmazásokban használják őket.
Néhány nagyteljesítményű polimer és kompozit, például a politetrafluor-etilén (PTFE) vagy a szénszálas kompozitok, jó kopásállósággal és kenési tulajdonságokkal rendelkeznek. Hatékonyan csökkenthetik a súrlódási felületek kopását és energiavesztését.
Ezek az anyagok általában alacsony keménységgel rendelkeznek, és alacsony terhelésű forgatókönyveknél alkalmazhatók. Nem tudnak ellenállni a szélsőséges mechanikai sokknak.
A magas hőmérsékleti ellenállás kulcsfontosságú tényező annak, hogy a lapátmotorok stabilan működhetnek-e magas hőmérsékletű környezetben, különösen nagy terhelés és hosszú távú működés mellett. A különböző anyagok magas hőmérsékleti ellenállása a következő:
Az ötvözött acélhoz hozzáadott elemek (például króm, molibdén, nikkel stb.) Hatékonyan javíthatják magas hőmérsékleti ellenállását. Ez alkalmas közepes és magas hőmérsékleti környezetben való felhasználásra, és egy bizonyos hőmérsékleti tartományon belül képes fenntartani a keménységet és az erőt.
Noha az Alloye Steel jó hőmérséklet -ellenállással rendelkezik, 300 ° C feletti magas hőmérsékletű környezetben meglágyulhat, ami a teljesítmény lebomlását eredményezi.
A rozsdamentes acél nagy ötvözet -összetétele jó magas hőmérsékleti ellenállást eredményez, különösen akkor, ha a környezeti hőmérséklet magas, a rozsdamentes acél képes fenntartani a nagy stabilitást, és nem hajlamos az oxidációra.
A rozsdamentes acél magas hőmérsékleti ellenállása általában nem olyan jó, mint a magas hőmérsékletű ötvözetek, és hosszú távú magas hőmérsékleten az anyag oxidációt vagy gabona durvaságot okozhat, ezáltal befolyásolva a mechanikai tulajdonságokat.
A magas hőmérsékletű ötvözeteknek (például nikkel-alapú ötvözetek, kobalt-alapú ötvözetek stb.) Rendkívül erős magas hőmérsékleti ellenállással rendelkeznek, és 1000 ° C feletti környezetben működhetnek. Rendkívül magas hőmérsékletű környezetben való felhasználásra alkalmas, és megőrzi keménységét, szilárdságát és korrózióállóságát.
A magas hőmérsékletű ötvözetek nagyon drágák és nehezen dolgozhatók fel, és általában csak speciális iparágakban vagy csúcsminőségű alkalmazásokban használják.
A kerámia anyagok nagyon ellenállnak a magas hőmérsékleteknek, és képesek ellenállni a rendkívül magas hőmérsékleteknek (például 1000 ° C -nál) anélkül, hogy lágyulnának vagy deformálódnának rendkívül magas hőmérsékleten.
A kerámia anyagok törékenyek, és nem alkalmasak az ütéshez vagy a súlyos rezgéshez, tehát alkalmazási tartományuk viszonylag szűk, és általában csak nagy pontosságú, alacsony hatású alkalmazásokban használják őket.
Néhány magas hőmérsékletű rezisztens polimer (például poliimid, PTFE stb.) Bizonyos fokú rugalmasságot és kopásállóságot képes fenntartani a magas hőmérsékletű környezetben. A kompozit anyagok a különböző alkatrészek kombinálásával jó működési teljesítményt nyújthatnak magas hőmérsékleten.
A legtöbb polimer hőkomdokláson megy keresztül magas hőmérsékleti környezetben, kb. 250 ° C felett, így nem alkalmasak a szélsőséges magas hőmérsékleti körülmények között.
A lapátmotorok anyagkiválasztásának átfogóan figyelembe kell vennie olyan tényezőket, mint a hőmérséklet, a terhelés, a korrozivitás és a használati környezet várható élettartama annak biztosítása érdekében, hogy a motor megőrizze a jó teljesítményt és a hosszú távú stabil működést különböző munkakörülmények között.
