ASM Internationalın 2023-cü il hesabatına görə, bütün qutu qəzalarının təxminən 72%-i materialların yorulması və aşınma problemlərinə bağlıdır. Materialların davranışı ilə dişli qazanların niyə sıradan çıxması arasında sıx əlaqə vardır. Çekilmə möhkəmliyi əsasən dişlinin daimi əyilmə təzyiqinə davamlı olub-olmadığını göstərir, səth sərtliyi isə vaxt keçdikcə pitting zədələnməsinə və ya sürtünməyə qarşı müqavimət göstərib-göstərmədiyini müəyyənləşdirir. Məsələn, AISI 1020 kimi aşağı karbonlu poladdan hazırlanmış dişlilərə baxaq. Bu dişlilər tez-tez ağır moment tətbiqləri üçün kifayət qədər sərt olmayan nüvəyə malik olduqları üçün əslində olmaması lazım olan əyilmə yorulmasının əlamətlərini göstərir. Maşınların tələb etdiyi ilə materialların həqiqətən təqdim edə bildiyi arasında belə bir boşluq olduqda, müəyyən xətaların yenidən-yenidən baş verməsi meylli olur. Ağıllı mühəndislər bu cür hadisələrin proqnozlaşdırıla biləcəyini bilirlər ki, bunun üçün ümumi problemlərin qarşısını almaq üçün ehtiyatlı material seçimi demək olar ki, ikinci təbiət halına gəlir.
Əyilmə yorulmasından materialın xərabi olması, bir şey birdənbaşa təzyiq yükünü dözəcək qədər möhkəm olmadıqda baş verir, bu da özlü şəkildə sementləşdirilmiş poladlarda çox tez-tez rast gəlinən, elastikliyi az olan hallarda müşahidə olunur. Dişlilər düzgün şəkildə sementləşdirilmədikdə, çökəklik problemi sürətlə artır. Bu, ümumiyyətlə işlənməmiş köhnə 1045 polad dişlilərlə aparılan testlərdə aydın şəkildə görünür. Bu cihazların müəyyən müddət işləməsi üçün səth sərtliyi 55 HRC-dən yuxarı olmalıdır. Karburizasiya və digər sementləşdirmə metodları səth sərtliyini 60 HRC-dən yuxarı çəkməyə imkan verir, lakin sertifikatlaşmış təbəqə kifayət qədər dərin deyilsə (0,8 mm-dən az), ağır yüklər spalling adlanan narahat edici kiçik pulcuqların əmələ gəlməsinə səbəb olacaq. Və burada başqa bir mühüm məqam var: sənaye mühitində hər hansı yoluxucularla qarşılaşdıqda, aşınma o zaman pisləşir ki, material ən azı bu yoluxuculardan 1,5 dəfə daha sərt olsun.
Nebraskada bir ət kombinatında, onların qutuları hər bir neçə ayda xarab olurdu, baxmayaraq ki, standart AISI 4140 lehimli poladdan hazırlanmış komponentlərdən istifadə edirdilər. Mühəndislər bunun səbəbini araşdırdıqda, temperlənmiş martensit strukturunun temperaturun 150 dərəcə Selsidən yuxarı qalxması ilə tez bir zamanda parçalandığını aşkar etdilər. Görünür, orijinal detallar ümumiyyətlə düzgün istilik müalicəsindən keçirilməmişdi. Vakuumda əridilmiş və sementasiya üsulu ilə səthi sərtliyi 62 HRC-ə çatdırılmış 8620 poladına keçdikdən sonra bu yeni dişli çarxlar əvəz edilmədən 54 ay möhkəm dayandı. Şirkət bu modernizasiyaya təxminən 250 min dollar sərf etdi, lakin bu bahalı nasazlıqlardan qaçımaqla hər ay təxminən 18 min dollardan yanağa çıxdı. Keçən ilin Sənaye Materialları üzrə Etibarlılıq Mühəndisliyi Jurnalında göstərilənləri düşündükdə, bu tamamilə məntiqli görünür.
Dişlilər üçün istifadə olunan materiallar formasından daimi olaraq çıxmadan həddindən artıq təkrarlanan gərginlikləri dözə bilməlidir. Materialın xassələrindən danışarkən, mütləq möhkəmlik bir şeyin tamamilə qırılmasından əvvəl nə qədər gərginliyə dözə biləcəyini göstərir, halbuki akma möhkəmliyi materialın daimi deformasiyaya uğramağa başladığı anı göstərir. Məsələn, AISI 4140 poladını götürək - bu xüsusi ərintinin akma möhkəmliyi təxminən 950 MPa-dır və bu da onun ASTM A370-22 sınaq standartlarına əsasən 85 000 Nyutondan çox dinamik yükü dözə biləcəyi mənasını verir. AGMA-nın sənaye qaydaları səth sərtliyi ilə dişlilərin təkrarlanan əyilmə qüvvələri altında nə qədər uzun müddət dayanacağı arasında əlaqə olduğunu göstərir. Çoxsaylı istehsalçılar ən azı 500 HB sərtliyə malik istiliklə emal edilmiş poladlardan istifadəni hədəf alırlar, çünki bu cür materiallar dünya miqyasında zavodlarda ağır sənaye reduktorlarında müşahidə olunan fövqəladə uzun iş dövrləri zamanı daha yaxşı dözümlülük göstərir.
Sementasiya üsulu ilə səth sərtliyi xərçəngləməyə və xətlərə qarşı durmaq üçün Rokvell şkalasında təxminən 58-dən 62-yə qədər olur, lakin metalın daxili hissəsini təxminən 28-dən 32 HRC-yə qədər yumşaq saxlayır ki, beləcə qəfildən gələn təsirləri pozulmadan dözə bilsin. Lakin səth sərtliyi 64 HRC-dən yuxarı qalxdıqda, o, qırılgan hala gəlir və sürüşmə zamanı kiçik çuxurlar meydana çıxmağa başlayır. Minalarda istifadə olunan dişli sistemlərini araşdıran bəzi tədqiqatlar maraqlı nəticə göstərdi. Sementasiya ilə işlənmiş dişlilərdə səthdən mərkəzə doğru tədricən dəyişən sərtlik meydana gəlir və bu konstruksiya 10.000 saat davamlı işlədikdən sonra çuxurlaşma problemlərini demək olar ki, üç dörddə birinə qədər azaldır. Bütün bunlar əgər kiminsə ətraflı məlumat yoxlamaq istəyirsə, AGMA standartları sənədi 925-A23-ə əsaslanır.
| Xüsusiyyət | AISI 8620 | AISI 4140 | AISI 1045 |
|---|---|---|---|
| Sərtlik (HRC) | 60 (Çanaq) / 32 | 55 (Tamamilə) | 25 (İşlənməmiş) |
| Təpələnmə dayanıqlığı | 55 J (Charpy) | 28 J | 45 J |
| Xərc İndeksi | 1.8x | 1,3x | 1.0x |
Kasnaqlı 8620, külək turbininin mühərrik qutuları kimi yüksək zərbə tələblərinə malik tətbiqlər üçün üstün möhkəmlik təmin edir, tamamilə şərtlənmiş 4140 isə momentə sıx sistemlər üçün daha yüksək əyilmə möhkəmliyi təqdim edir. İlinmiş 1045 poladı, dövri yüklərinin çılığın 40%-dən çox olması halında fəlakətlə nəticələnir - bu avtomobil ötürücü dizaynında vacib amildir.
Mexaniki komponentlər üçün materiallar seçərkən mühəndislər möhkəmlik, aşınmaya davamlılıq və detalin qarşısında duracağı mühit kimi amilləri nəzərə almalıdır. AISI 4140 və 8620 kimi lehimli poladlar eninə təzyiqə 1200 ilə 1500 MPa arası dözə bildiyi və səthləri karburizasiya vasitəsilə 60 HRC-dən çox sərtləşdiyi üçün ağır gərginlik altında olan hissələr üçün əsas seçimdir. 1045 kimi karbon polad markaları büdcə korroziyaya qarşı müdafiədən daha önəmli olduqda yük daşımaq üçün uyğundur, lakin bu nikel-xrom ərintilərin pitting zədələnməsinə qarşı dayanıqlılığı qədər yaxşı deyildir. Paslanmayan polad digər metalların korroziyaya uğrayacağı sərt kimyəvi mühitlərdə öz yerini saxlayır, lakin düzgün istilik müalicəsi keçirilmiş lehimli poladlara nisbətən təkrarlanan gərginlik siklləri altında eyni qədər uzun ömürlü deyil. Vibrasiyaların söndürülməsi tələb olunan korpus komponentləri üçün çuqun hələ də populyardır, çünki onun çəkisi problem olsa da. Eyni zamanda mühəndislər bəzən moment tələbləri çox yüksək olmayan sistemlərdə daha sakit işləmə üçün nylon və bənzər plastiklərə müraciət edirlər.
| Material | Güc | Aşınma müqaviməti | Qiymət effektivliyi | Ən yaxşı istifadə vəziyyəti |
|---|---|---|---|---|
| Alaşımlı Polad | Çox şəiddar | Yuksək | Orta | Güclü sənaye dişliləri |
| Demir döküm | Orta | ORTA | Yuksək | Qutular, aşağı sürətli dişlilər |
| Mühəndislik plastiki | Yüksək | Dəyişkən | Yuksək | Yüngül, kritik olmayan |
Ərinti poladları adi karbon poladlarına nisbətən əvvəlcədən təxminən 30-50 faiz daha bahalıdır, lakin davamlı istifadə olunduqda xeyli uzun müddət xidmət göstərir, bu da zamanla daha az əvəzetmə deməkdir. Sabit məftillərdə, döşüm dəmir uzun müddət ən sərfəli seçimdir, baxmayaraq ki, bəziləri belə düşünmür. Bu komponentlər normal iş şəraitində 15-20 il ərzində əsas problemlər olmadan işləyə bilər. Digər tərəfdən, mühəndislik plastikləri yüngül detallar üçün əvvəlcədən təxminən 40% yığım təmin etdiyi üçün kağız üzərində yaxşı görünür, lakin daimi aşınma olan mühitlərdə təmir xərcləri artır. Bir çox sexlər gələcəkdə plastik komponentlərin təmirinə əvvəlcədən qazandıqlarından daha çox pul xərclədiklərini görür.
Sənaye şəraitində real şərtlərdə qutular üçün istifadə olunan materiallar 150 dərəcə Selsiyə qədər olan temperatur dəyişikliklərini yaxşı dözə bilməlidir. Daimi yüklənmə və boşaldılma sikllarına məruz qalan karbon polad komponentlər daha sürətlə aşınır. Normal burulma momentinin üç dəfə artıq olduğu ani zərbələr baş verdiyində, adi materiallar artıq bu tələbləri ödəyə bilmirlər. Buna görə də belə hallarda AISI 4340 kimi möhkəm ərintilərin istifadəsi vacib hala gəlir. Başqa bir ümumi problem isə istiliklə genişlənmədə müxtəlif hissələr arasında uyğunsuzluq olduqda meydana çıxır. Qutunun özü dişli çarxların yayılması ilə fərqli yayılır və bəzən dişli çarxlar tamamilə bloklanır. Əslində planetar dişli qutularının tətbiqi nəzərdə tutulan şəraitə düzgün uyğunlaşdırılmadığı zaman, xarab olmasının əsas səbəblərindən biri budur.
Paslanmayan poladlar və nikel əsaslı ərintilər dəniz şaltorlarında xloridlərin törətdiyi gərginlik korroziya çatlamasını qarşısını alır, burada duzlu suyun təsiri karbon poladın istifadə müddətini 63% azaldır (ASM International 2023). Kimyəvi emal prosesində super dublyus poladlar turşu sərbəstləşdirən soyuduculara qarşı müqavimətdə standart 304 paslanmayan poladdan üstün performans göstərir.
20 metr/san-dən yuxarı sürətlə işləyən külək turbininin mühərrik qutularında istifadə olunduqda, sementləşmiş AISI 8620 poladının aşınma dərəcəsi 0,1%-dən az olur. Bu materialı bu qədər effektiv edən nədir? Belə ki, onun xarici sərtləşmiş təbəqələri 60 HRC-dən yuxarı sərtliyə çatır, eyni zamanda daxili hissəsi təxminən 30 HRC-də saxlanılır. Bu isə metalda çatlamaların yayılmasının qarşısını almaqla yanaşı, aşınmaya qarşı müqavimət arasında yaxşı balans yaradır. Abraziv silika tozuna məruz qalan konveyer sistemləri ilə məşğul olan hasilat sahələri üçün karbid örtüklərinin tətbiqi böyük fərq yarada bilər. Belə şəkildə emal edilmiş dişli çarxlar adi ərinti poladdan hazırlanmış örtüksüz analoqlarından təxminən səkkiz dəfə uzun işləyir. Belə möhkəmlik bəzi ən çətin sənaye mühitlərində daha az əvəzetmə və təmir üçün dayanma vaxtı deməkdir.
Səthi sərtləşdirmə üsulları, daxili materialların elastikliyini itirmədən xarici səthləri aşınmaya qarşı davamlı hala gətirərək komponentlərin istismar müddətini artırır. Karburizasiya prosesinə gəldikdə, bu proses adətən 900-dən 950 dərəcə Selsi qədər olan temperaturlarda aşağı ərintili poladda karbon əlavə edir ki, bu da ağır yükə məruz qalan dişlilər üçün lazım olan möhkəm xarici təbəqələri yaradır. Digər bir metod isə nitridləşdirmədir, burada azot 500 ilə 600 dərəcə Selsi temperaturda metal səthinə udulur. 2022-ci ildə «Tribology International» jurnalında dərc olunmuş tədqiqata görə, bu metod yüksək sürətli işləmə rejimində detalların dayanıqlığını təxminən 40 faiz artırmağa kömək edir. Xüsusi olaraq dişli dişlərinin dib hissələri üçün induksiya ilə sərtləşdirmə yaxşı həll kimi seçilir. Bu metod elektromaqnit sahələrindən istifadə edərək sərtləşdirmə üçün konkret sahələri hədəf alır və təkrarlanan yüklənmə dövrləri zamanı meydana gələn əyilmə yorğunluğuna qarşı real effektivlik göstərir.
İstilik emalı, performansı optimallaşdırmaq üçün kristallik strukturları dəyişdirir. Sementasiya səthdəki avsteniti martensitə çevirərək 60-65 HRC sərtliyinə çatır və eyni zamanda plastik nüvəni saxlayır. Artıq temperləmə qalıq avstenitin miqdarını 15% -dən aşağı endirir və mikroçatışmaların yaranmasını minimuma endirir. Nəzarət olunan soyutma dənə sərhədlərində karbidlərin çökməsini maneə törədir və işlənməmiş komponentlərlə müqayisədə planetar dişli qurğusunun ömrünü 30-50% artırır.
Şot peening tətbiq olunduqda, günəşli məftillərə anidə burulma təsirləri tətbiq olunduqda çatlamaların əmələ gəlməsini qarşısını alan təxminən -800 MPa sıxıcı gərginliklər yaradılır. Səth emalı üçün isə dəqiqlikli parlatma Ra dəyərini 0,4 mikronun altına endirir. Bu, xüsusilə yağın uzun müddət saxlanılmadığı yüksək sürətli vida mühərriklərində işlədikdə, daha hamar səthlərin yağlama problemlərini azaltması baxımından xüsusi əhəmiyyət daşıyır. Volframla legirlənmiş DLC (Diamond Like Carbon) kimi yeni ince film örtüklər sürtünmə əmsalını 0,08 ilə 0,12 arasında əhəmiyyətli dərəcədə azaldır. Bu müasir örtüklər dişlilərin işlədilmə dövründə xətlərin yaranmasının qarşısını almaqda köhnə fosfat örtüklərə nisbətən xeyli üstün olur.
Son Xəbərlər2026-01-16
2026-01-13
2026-01-09
2026-01-08
2026-01-07
2026-01-04
Bütün hüquqlar Delixi Yeni Enerji Texnologiyası (Hangzhou) Co., Ltd. tərəfindən qorunur. © 2025 - Gizlilik Siyasəti
EN
