Alkalmazás

Az ipari termelés alapvető folyamatberendezéseiként a fémformák teljesítménye közvetlenül befolyásolja a termelési hatékonyságot és a termékminőséget az autógyártás, a háztartási gépek gyártása, a szórakoztató elektronika stb. területén. A tipikus alkalmazási esetekben, mint például a sajtolás, a fröccsöntés és a présöntés, a formákat hosszú ideig magas, 300-800 ℃-os hőmérsékleti környezetnek, 500-2000 MPa-os nagy nyomásterhelésnek és percenként több tucat ütésterhelésnek teszik ki. Különösen az autóipari burkolatok alkatrészeinek sajtolóformáinak kell ellenállniuk a 2000 kN-nál nagyobb ütési erőknek. Az ilyen zord munkakörülmények tipikus meghibásodási problémákhoz vezetnek, mint például a sajtolóforma vágóéleinek lepattogzása, a fröccsöntőforma illesztési felületeinek összeomlása és a présöntőforma üregeinek repedése. Ezek közül a magas hőmérséklet és a nagynyomású korrózió okozta anyagszemcse-határok ridegedése lerövidítheti a forma élettartamát. Példaként az alumíniumötvözet nyomásos öntését tekintve, amikor a formát ismételten 670 ℃-os alumíniumfolyadékkal öblítik, átlagosan 0,2-0,5 mm-es korróziós réteg keletkezik az üreg felületén 5000 formánként.

Munkakörnyezet: sós, korrozív víz vagy levegő A tengeri hajók és a tengeri berendezések hosszú ideig extrém, magas sópermettel és páratartalommal teli környezetben vannak. A só (kloridionok) behatolása és a tengervíz elektrokémiai reakciója felgyorsítja a fém korrózióját. Ugyanakkor a nagy sebességű vízáramlás, a váltakozó terhelések és a magas hőmérsékleti viszonyok (például a motor égésterének közelében a hőmérséklet elérheti az 500°C-ot) többtényezős tengelykapcsoló-károsodási környezetet alkotnak, ami komoly kihívást jelent az alkatrészek tartóssága szempontjából.

Munkakörnyezet: A széntüzelésű egység kazáncső falának hőmérséklete eléri az 500-650 ℃-ot, a nyomás pedig meghaladja a 22 MPa-t. Az atomerőmű fő szivattyúcsapágyai 10^6 Pa nagy nyomásnak és bórsavas korróziónak vannak kitéve. A kémiai reakcióberendezés H2S/Cl⁻/savas közegnek (pH≤3) van kitéve, és folyamatosan erodálódik a 8-20 m/s áramlási sebességű, részecsketartalmú folyadékok hatására.

A kritikus mechanikus alkatrészek ipari munkakörnyezete rendkívül zord, amelyet magas hőmérséklet, nagy terhelés, súlyos ütések, gyakori hőciklusok és hűtés okozta korrózió jellemez. Ezek a körülmények gyakran előfordulnak olyan ágazatokban, mint a kohászat, a bányászat és a nehézgépgyártás, ahol az alkatrészek folyamatos igénybevételnek és környezeti agressziónak vannak kitéve. A magas hőmérsékletű környezet sok esetben meghaladja az 500°C-ot, ami anyaglágyulást és felgyorsult kémiai reakciókat okoz, míg a hőciklusok (ciklusonként 300°C-ot meghaladó hőmérséklet-ingadozások) hőfeszültséget okoznak, amely gyengíti a szerkezeti integritást. A hűtőrendszerek, amelyek gyakran korrozív ionokat (pl. Cl⁻, SO₄²⁻) tartalmazó vizes oldatokat használnak, kettős támadási forgatókönyvet hoznak létre: mechanikai kopás és kémiai korrózió.

Nagy terhelés és ütés: A fúrógyűrűk és rudak akár 500 tonnás axiális terhelést és 100 MPa-t meghaladó torziós feszültséget is elviselnek irányított fúrás során. A hirtelen kőzetképződés 2000 J ütőerőt is kiválthat, ami fáradásos repedésekhez vezethet a fúrórudakban.

A földalatti szénbányászati ​​környezet rendkívüli kihívások elé állítja a gépek tartósságát. A gyakran 90%-ot meghaladó páratartalom és a korrozív gázok, például a H₂S és a SO₂ jelenléte miatt a fém alkatrészek felgyorsult elektrokémiai korróziónak vannak kitéve. Például a hidraulikus propellerhengerek, amelyek kritikus fontosságúak az alagút stabilitásának fenntartásához, hajlamosak a felületi rozsdára, ami rontja a tömítési teljesítményt, és a hidraulikus rendszer meghibásodásához vezet. Ezenkívül a szénpor részecskéi (Mohs-keménység 3-4) koptatóanyagként hatnak, súlyos kopást okozva az erőátviteli alkatrészeken, például a lánckerekeken és a kaparókon. A nagy sebességű szénpor akár 40%-kal is csökkentheti ezen alkatrészek élettartamát a tisztább környezethez képest.