Прыкладанне

Як асноўнае тэхналагічнае абсталяванне для прамысловай вытворчасці, прадукцыйнасць металічных формаў непасрэдна ўплывае на эфектыўнасць вытворчасці і якасць прадукцыі ў такіх галінах, як вытворчасць аўтамабіляў, бытавая тэхніка, бытавая электроніка і г.д. У тыповых выпадках прымянення, такіх як штампоўка, ліццё пад ціскам і ліццё пад ціскам, формы падвяргаюцца ўздзеянню высокіх тэмператур 300-800℃, высокіх нагрузак пад ціскам 500-2000 МПа і ўдарных нагрузак дзясяткі разоў у хвіліну на працягу доўгага часу. У прыватнасці, штампоўкі дэталяў аўтамабільных накладак павінны вытрымліваць ударныя сілы больш за 2000 кН. Такія жорсткія ўмовы працы прыводзяць да тыповых праблем з паломкамі, такіх як сколы рэжучых краёў штампоўкі, разбурэнне паверхняў раздзялення ліцця пад ціскам і расколіны ў паражнінах ліцця пад ціскам. Сярод іх, охрупчанасць межаў зерняў матэрыялу, выкліканая карозіяй пад высокай тэмпературай і высокім ціскам, можа скараціць тэрмін службы формы. У якасці прыкладу, ліццё пад ціскам з алюмініевых сплаваў: пры паўторнай прамыўцы формы вадкім алюмініем з тэмпературай 670℃ на паверхні формы ўтвараецца ў сярэднім 0,2-0,5 мм карозійнага пласта на кожныя 5000 формаў.

Працоўнае асяроддзе: салёная каразійная вада або паветра Марскія судны і афшорнае абсталяванне працяглы час знаходзяцца ў экстрэмальных умовах з высокім узроўнем салянога туману і высокай вільготнасцю. Пранікненне солі (іонаў хлору) і электрахімічная рэакцыя марской вады паскараюць карозію металу. У той жа час, уздзеянне хуткасных патокаў вады, знакавыя нагрузкі і высокія тэмпературы (напрыклад, тэмпература паблізу камеры згарання рухавіка можа дасягаць вышэй за 500°C) утвараюць шматфактарнае асяроддзе пашкоджанняў, што стварае сур'ёзную праблему для даўгавечнасці дэталяў.

Працоўнае асяроддзе: Тэмпература сценкі катла вугальнага блока дасягае 500-650℃, а ціск перавышае 22 МПа. Галоўныя падшыпнікі помпы атамнай электрастанцыі падвяргаюцца высокаму ціску 10^6 Па і карозіі борнай кіслатой. Прылада хімічнай рэакцыі падвяргаецца ўздзеянню H2S/Cl⁻/кіслага асяроддзя (pH ≤ 3) і пастаянна разбураецца вадкасцямі, якія змяшчаюць часціцы, з хуткасцю патоку 8-20 м/с.

Прамысловае працоўнае асяроддзе для крытычна важных механічных кампанентаў надзвычай жорсткае і характарызуецца высокай тэмпературай, вялікімі нагрузкамі, моцнымі ўдарамі, частымі тэрмічнымі цыкламі і карозіяй, выкліканай астуджэннем. Гэтыя ўмовы звычайна існуюць у такіх галінах, як металургія, горназдабыўная прамысловасць і вытворчасць цяжкага машынабудавання, дзе кампаненты падвяргаюцца пастаянным нагрузкам і агрэсіўнаму ўздзеянню навакольнага асяроддзя. Высокатэмпературнае асяроддзе ў многіх выпадках перавышае 500°C, што прыводзіць да размякчэння матэрыялу і паскарэння хімічных рэакцый, у той час як тэрмічныя цыклы (ваганні тэмпературы, якія перавышаюць 300°C за цыкл) ствараюць тэрмічнае напружанне, якое аслабляе цэласнасць канструкцыі. Сістэмы астуджэння, якія часта выкарыстоўваюць водныя растворы з агрэсіўнымі іонамі (напрыклад, Cl⁻, SO₄²⁻), ствараюць сцэнар двайной атакі: механічнага зносу і хімічнай карозіі.

Высокія нагрузкі і ўдары: падчас накіраванага бурэння ўцягнутыя трубы і штангі вытрымліваюць восевыя нагрузкі да 500 тон і круцільныя напружанні, якія перавышаюць 100 МПа. Раптоўныя ўтварэнні горных парод могуць выклікаць ударныя сілы да 2000 Дж, што прыводзіць да расколін ад стомленасці ў штангах.

Падземныя вугальныя здабычы ствараюць надзвычайныя праблемы для даўгавечнасці абсталявання. Пры ўзроўні вільготнасці, які часта перавышае 90%, і прысутнасці агрэсіўных газаў, такіх як H₂S і SO₂, металічныя кампаненты падвяргаюцца паскоранай электрахімічнай карозіі. Напрыклад, гідраўлічныя цыліндры прапелераў, якія маюць вырашальнае значэнне для падтрымання ўстойлівасці тунэля, схільныя да павярхоўнай іржы, што пагаршае эфектыўнасць герметызацыі і прыводзіць да паломак гідраўлічнай сістэмы. Акрамя таго, часціцы вугальнага пылу (цвёрдасць па Моосу 3-4) дзейнічаюць як абразіўныя рэчывы, выклікаючы моцны знос дэталяў трансмісіі, такіх як зорачкі і скрабкі. Высокахуткасны вугальны пыл можа скараціць тэрмін службы гэтых кампанентаў да 40% у параўнанні з больш чыстым асяроддзем.