ASM International-ийн 2023 оны тайлангийн мэдээллээр, бүх шилжилтийн хайрцгийн ойролцоогоор 72% ийн гэмтэл нь материал хэт ачааллаас болон элэгдэлтэй холбоотой байдаг. Материалын зан төлөв ба хиймсийн гэмтлийн хоорондын холбоо нь бид сайтар судалбал маш тодорхой харагддаг. Сунгалтын бат бэх нь хиймс хугаралгүй тогтвортой муруй байдлыг даах чадвартай эсэхийг харуулдаг бол, гадаргын хатуу байдал нь цаг хугацааны туршид түүний цоорхой болон элэгдэлээс хамгаалах чадварыг тодорхойлдог. Жишээ нь AISI 1020 шиг бага нүүрстөрөгчтэй гангаар үйлдвэрлэсэн хиймсийг авч үзье. Эдгээр нь голчлон хэт ачаалал шаарддаг үед хангалтгүй хатуу тул хэтэрхий хурдан муруйж эхэлдэг. Машин механизм шаардаж буй зүйл болон материал үнэндээ өгч чадаж буй зүйл хооронд ийм зөрүү байх үед тодорхой гэмтлийн загварууд дахин дахин гарч ирдэг. Ухаалаг инженерчлэгчид энэ нь ийм л байдлаар урьдчилан таашаадаг тул эдгээр түгээмэл асуудлыг саатуулахын тулд анхааралтай материал сонгох нь бараг хоёрдогч байдалд ордогийг мэднэ.
Муруйлтын хөндийрөлд орж, материал задрах нь зүйл юм бага з degreeи хэмжээний налуу ачааллыг тэсвэрлэх чадваргүй үед тохиолддог бөгөөд энэ нь ихэвчлэн маш бага уян хатан чанартай, шууд хатуургасан боломжит гангуудад илэрдэг. Хэрэв шугамуудыг зөв хатууруулаагүй бол цэврүүжилтийн асуудал хурдан хурдан хүндэрдэг. Энэ нь хийн орчинд ямар ч боловсролгүй 1045 ган шугамуудын хувьд тодорхой туршилтуудаар тодорхой харагдаж байна. Эд ангиуд урт хугацаагаар үргэлжлэхийн тулд гадаргуугийн хатуулаг нь 55 HRC-аас дээш байх шаардлагатай. Карбюризаци ба бусад гадаргуугийн хатууруулах арга замаар гадаргуугийн хатуулагийг 60 HRC-аас дээш хүргэх боломжтой ч гэсэн хэрэв хатуурсан давхарга хангалттай гүн биш (0.8 мм-ээс бага) бол хүнд ачаалал эдгээр жижиг далавч, мөхлөгийг үүсгэдэг. Түүнчлэн нэгэн зүйлийг санах хэрэгтэй: материалын хатуулаг нь үйлдвэрийн орчинд элбэг гардаг бохирдлын хэмжээнээс дор хаяж 1.5 дахин илүү байхгүй бол элэгдэл маш их болдог.
Небраскагийн махны үйлдвэрт тэдний шаталт хурдны хайрцгууд хэдэн сар тутамд гэмтдэг байв. Энэ нь стандарт AISI 4140 хайлшлагатай ган ашиглаж байсан ч, инженерүүд энэ яагаад болохыг судалж үзэхэд температур 150°C-с дээш өссөн үед хэт түргэн задардаг хөргөсөн мартенсит бүтэцтэй болохыг олжээ. Анхны детальчлалыг хэзээ ч зөв дулааны боловсролтой болгоогүй байв. Хийн хайлуулагч 8620 ган руу шилжин, гадаргуугийн карбюрикаци хийж хатуулагийг 62 HRC хүртэл нэмэгдүүлснээс хойш шинэ шаталтууд солих хэрэгцээ гарахаас өмнө гайхалтай 54 сар ажилласан. Компани энэ шинэчлэлтэнд ойролцоогоор дөч мянган доллар зарцуулсан ч гэмтэл учрах зардлаас сар бүр бараг 18 мянган доллар хэмнэсэн. Өнгөрсөн жилийн Инженерийн найдвартай байдлын сэтгүүлд хийсэн судалгаанд үзүүлсэнчлэн энэ нь бодитой логиктой.
Амтлагчийн хувьсгалын материалыг дахин давтагдах хүчтэй стрессийг тэвчих чадвартай байх ёстой бөгөөд энэ нь материал байнгын хэлбэрээ алдахгүй байхыг шаардана. Материалын шинж чанарын талаар ярих үед рзгалтын боломжийн хязгаар гэдэг нь зүйл юм хэтрэхэд хичнээн их ачаалал тэсвэрлэж чадахыг харуулдаг бол, уян хатан байдлын хязгаар нь материал байнгын деформацид орох цэгийг зааж өгдөг. Жишээ нь AISI 4140 ган - энэ хайлш нь ойролцоогоор 950 МPа-ийн уян хатан байдлын хязгаартай бөгөөд ASTM A370-22 туршилтын стандартын дагуу 85,000 Ньютоноос илүү динамик ачааллыг тэвчих чадвартай гэсэн үг юм. AGMA-ийн салбарын зааварчилгаанууд нь гадаргуугийн хатуу байдлын хооронд харьцаа байдаг тул дахин давтагдах нугалах хүчний дор амтлагч хичнээн удаан ажиллахыг харуулдаг. Ихэнх үйлдвэрлэгчид дулааны боловсруулалт хийсэн, хамгийн багадаа 500 HB хатуутай гангийн зүйлийг зорьж авдаг нь эдгээр материалыг дэлхийн өргөн хүрээгээрх хүнд даацын үйлдвэрийн амтлагчны хайрцагт маш урт циклээр ажиллах үед илүү сайн ажилладаг.
Кейс хатууруулалт нь шархлаас, зүсэлтээс сэргийлэхийн тулд Роквеллын масштабаар гадаргуугийн хатуургийг ойролцоогоор 58-62 болгон барьж, металлын дотор талыг харин 28-32 HRC-ийн хатуургийг хадгалан үлээж чадах мэтэрхий байдлыг хадгалдаг. Гэсэн хэдий ч гадаргууны хатуурга 64 HRC-ээс дээш болох үед эвгүй муруй болж, гулсах үед жижиг цэврүүд үүсэж эхэлдэг. Уурхай дахь шатлагын системд хийсэн зарим судалгаа сонирхолтой үр дүн гаргасан. Кейс хатууруулсан шатлагууд нь гадаргуунаас төв хүртэл постепенно хатуурга өөрчлөгддөг байсан бөгөөд ийм дизайн нь дараалан 10,000 цаг ажилласны дараа цэврүүтэх асуудлыг фактикийн 75%-иар бууруулсан. Энэ нь AGMA стандартын баримт бичиг 925-A23-д заасан ёсоор.
| Чадвар | AISI 8620 | AISI 4140 | AISI 1045 |
|---|---|---|---|
| Аялал (HRC) | 60 (Case) / 32 | 55 (Through) | 25 (Untreated) |
| Хүчирхэг чадвар | 55 J (Charpy) | 28 J | 45 Ж |
| Зардалын индекс | 1.8x | 1.3 дахин | 1.0x |
Цахилгаан станцлагчийн шугамын хайлангийн хайрцаг шиг их чичирхийлэлтэд зориулсан 8620 нь илүү дээд түвшний бат бөх чанартай бол цахилгаан станцлагчийн 4140 нь эргүүлэх моментийн нягтаршсан системүүдэд илүү өндөр нугалалтын бат бэхийг олгоно. Боловсруулаагүй 1045 ган нь гаржих зардал багатай ч гэсэн уян хатан байдлын хязгаараас 40%-аас илүү даацад давтан ачаалах үед гэнэт задардаг. Энэ нь автомашиний дамжуулалтын загвар зохиомжид маш чухал асуудал юм.
Механик бүрэлдэхүүн хэсгийн материал сонгох үед инженерүүд хүч, износонд тэсвэрт чанар, хэсэгт үзүүлэх орчны нөлөөлөл зэрэг хүчин зүйлсийг харьцуулан үзэх ёстой. AISI 4140 болон 8620 шиг хайлштай болборууд нь 1,200-1,500 МПа-ийн таталтын хүчийг даах чадвартай, мөн карбюризациар гадаргуугийн хатуулаг нь 60 HRC-аас дээш болдог тул их ачаалал үзүүлэх детальд гол сонголт болдог. 1045 шиг нүүрстөрөгчийн болборууд нь илүү их ачаалал даахад тохиромжтой бөгөөд зэврэлтээс хамгаалах шаардлага бага чухал үед төсөв хэмнэх боломжийг олгодог ч никель-хромын хайлштай харьцуулахад тасралтанд муу тэсвэртэй. Зэврэлттэй химийн хортоо орчинд бусад металлууд зэвэрч задрах үед шүлтлэг болбор тэсвэртэй байх ч хайлштай болборыг зөв дулааны боловсруулалтад оруулснаас хойш дахин давтагдах ачаалалд тэсвэртэй байх чадвар нь бага. Хөдөлгөөнт бүрэлдэхүүн хэсгийн хайрцагт чичирхийллийг бууруулах шаардлагатай үед чулуун болбор жин ихтэй ч гэсэн одоог хүртэл өргөн хэрэглэгддэг. Харин эргэлтийн моментийн шаардлага их биш системд илүү тайван ажиллахын тулд инженерүүд заримдаа найлон болон төстэй пластик материалыг сонгодог.
| Материал | Чадвар | Элэгдлийн эсэргүүцэл | Үнэ зөвшөөрөхийн тулд | Эрхтэй ашиглалт |
|---|---|---|---|---|
| Элсэлсэн төмөр | Хамгийн их | Их | Дунд шатны | Өндөр хүчин чадалтай үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмж |
| Буталтай | Дунд шатны | Эрүүл мэнд | Их | Хөгжлийн багатай зуучлалын хашаа |
| Инженерийн пластик | Бага | Хувьсах | Их | Хялбар, чухал бус |
Нүүрсний элсэлтийн зэс нь цаашид цаашид цаашид цаашид цаашид цаашид цаашид цаашид цаашид цаашид цаашид цаашид цаашид цаашид цаашид цаашид цаашид цаашид цаашид цаашид цаашид цаашид цаа Байнгын шилжих хайрцаг дээр зарим хүний бодлоос үл хамааран урт хугацаанд чулуун зэс нь хамгийн эдийн засгийн сонголт болж дуусдаг. Эдгээр эд ангиуд хэвийн ажлын нөхцөлд 15-20 жил ямар ч том асуудалгүйгээр үлдэж болно. Нөгөө талаас, инженерчлэлийн пластмассууд цаасан дээр гайхалтай харагддаг, учир нь тэд бага оврын эд ангид эхлээд 40 орчим хувийг хэмнэдэг. Гэхдээ байнгын хатууралтай орчинд засварын зардал өсөх хандлагатай. Олон дэлгүүрүүд анхнаасаа хадгалахынхоо оронд цаашид пластикийн эд ангиудыг засварлахдаа илүү их мөнгө зарцуулдаг.
Газрын шохой, цахилгаан, усны нөхцөлд ажиллах шилжилтийн хайрцгийн материалууд нь бодит дулааны хэвийнөөс илүү 150 градус Цельсийн хэмийн өөрчлөлтөнд тэсвэртэй байх шаардлагатай. Нүүрстөрөгчийн болон зэсний хосломууд нь тогтмол ачаалал, ачааллыг авах горимд илүү хурдан элэгддэг. Хэвийн хүчний гурван дахин их чадалтайгээр гэнэт ойртох үед ердийн материалыг ашиглах боломжгүй болдог. Иймд AISI 4340 зэрэг тэсвэртэй хайлшуудыг ийм нөхцөлд ашиглах шаардлагатай болдог. Өөр нэг түгээмэл асуудал бол халуунд янз бүрийн хэсгүүдийн тэлэлтийн хэмжээ тохирохгүй байх явдал юм. Багцын хальс ба шилжилтийн хайрцгийн хооронд ялгаатай тэлэлт гарах нь заримдаа шилжилтийг бүрэн зогсоход хүргэдэг. Энэ нь планетар шилжилтийн хайрцагуудыг тодорхой зориулалтаар нь зөв дизайн хийгээгүй үед хамгийн түгээмэл гэмтэх арга болдог.
Хөнгөн цагаан хайлууд болон никельд суурилсан хайлш нар нь далайн хурдны хайрцагт хлоридын шалтгаант напряжийн коррозийн трещины эсрэг тэсвэртэй байдаг. Энд давсны усанд өртөх нь нүүрстөрөгчийн гангуудын амьдралыг 63%-иар бууруулдаг (ASM International 2023). Химийн боловсруулалтад супер дуплекс гангууд нь хүчиллэг нөхцөлд үүсэх цэврүүтэлтийн эсрэг тэсвэрт чанарын хувьд ердийн 304 гангуудаас илүү ажилладаг.
20 метр/секундийн хурднаас дээш ажилладаг салхины турбины механизмд AISI 8620 гартгалтай ганг ашиглахад износ 0.1%-иас бага байна. Энэ материалыг ийм үр дүнтэй болгож буй юу вэ? Түүний гадна талын хатуулагдсан давхарга 60 HRC-с дээш хатуу бөгөөд төв хэсэг нь ойролцоогоор 30 HRC хадгалж байдаг. Энэ нь металл доторх цоорхойг тархахаас сэргийлэх болон износийн эсрэг тэсвэртэй байх хооронд тэнцвэрийг бий болгодог. Ширэглэг шороонд агуулагдах цахиурлаг боржин цэвдэгт өртөмтгий конвейерийн системтэй уул уурхайн үйлдвэрлэлд карбидын давхаргыг ашиглах нь ихээхэн ялгааг үзүүлдэг. Ийм байдлаар боловсруулсан тугалтуудын амьдрал нь ердийн хайлшлаг гангаас хийсэн давхаргагүй тугалтуудаас ойролцоогоор найман дахин урт байдаг. Ийм тэсвэртэй чанар нь хамгийн хүнд нөхцөл байдлыг бүхий л индустрийн орчинд шууд нөлөөлж, солилт, засварын зогсонги түвшинг бууруулдаг.
Гадаргуугийн хатуургах арга замаар деталейн үйлчилгээний хугацааг уртасгаж, доторх материалуудын уян хатан чанарыг алдуулалгүйгээр гадаргууг элэгдэлд тэсвэртэй болгодог. Карбюризацийн талаар ярихад энэ нь ихэвчлэн 900-оос 950 хэмийн хооронд бага хайлшлагатай боломтгой сталийн гадаргуу дээр нүүрстөрөгч нэмж, хүнд ачаалал үйлчлэх шатны хөдөлгүүрүүдийн хувьд шаардлагатай тэсвэртэй гадаргуу үүсгэдэг. Нөгөө нэг арга бол нитридчлэл юм. Энэ аргын үед металл гадаргуу руу 500-600 хэмийн температурт азот шингэдэг. 2022 онд Tribology International сэтгүүлд нийтэлсэн судалгаагаар үзүүлэхэд энэ нь өндөр хурдтай үйлдвэрлэлд хэрэглэх үед деталейг уналтын эсрэг 40 хувь илүү тэсвэртэй болгодог. Тухайн шатны шүдний үндэст индукцийн хатуургалт нь сайн шийдэл болдог. Энэ нь цахилгаан соронзон талбайг хатуурах зориулалттай тодорхой хэсгүүдэд чиглүүлж, давтан ачааллын үеийн муруйлтын уналтаас сэргийлэхэд үнэн зөв үр дүнтэй байдаг.
Дулааны боловсруулалт нь гадаргуугийн аустенитийг мартенсит болгон хувиргаж, 60-65 HRC хатшилтыг олж авах ба зөөлөн цөмийг хадгалж үлдэх замаар кристал бүтцийг өөрчилж, ажиллагааг сайжруулдаг. Илүү тэмперлэх нь үлдэгдэл аустенитийг 15%-иас бага болгон бууруулж, микротрещиний үүсэлтийг хамгийн бага болгодог. Грейны хил дээр карбид ялгарахаас сэргийлэхийн тулд хяналттай хөргөлт хийх нь боловсруулагдаагүй деталуудтай харьцуулахад нарийн шугамын амьдралыг 30-50% илүү үргэлжлүүлдэг.
Шулуун цохилтыг хэрэглэх үед -800 МРа-ийн орчим дахь шахалтын хүчдэл үүсдэг бөгөөд энэ нь нарын гар (sun gears) энгийн тогтвортой байдалд орох үедээ гэнэт даралт үзүүлэх үед трещин үүсэхээс сэргийлэхэд тусалдаг. Гадаргуугийн цэвэрлэлийн ажлын хувьд нарийн будаж цэвэрлэх нь Ra утгыг 0.4 микрон доор байлгадаг. Энэ нь маш чухал учраас өндөр хурдтай червячный передач (worm drive) хэрэглээнүүд дээр тос бага хугацаанд л байлгадаг тул илүү гладкий гадаргуу нь смазкын асуудлыг багасгадаг. Төмөрлөг вольфрамтай зэрэг нимгэн далавч, жишээ нь DLC (Diamond Like Carbon)-ийн шинэ үеийн далавчууд нь үрэлтийн коэффициентийг 0.08-0.12 хооронд хүртэл бууруулдаг. Ийм орчин үеийн далавчууд нь шинээр ажиллах үеийн шатандаа (break-in period) гарах зовох гэмтэлд фосфатын хуучин арга буюу давсны обработктой харьцуулахад мэдээж илүү сайн.
Халуун мэдээ2026-01-16
2026-01-13
2026-01-09
2026-01-08
2026-01-07
2026-01-04
Зохиогчийн эрх © 2025 он, Delixi Шинэ эрчим хүчний технологи (Ханчжоу) ХХК - Нууцлалын бодлого
EN
