V návrhu a používaní Lopatkové motory , Výber materiálov má dôležitý vplyv na jeho odolnosť proti opotrebeniu a vysokú teplotu. Keďže základné komponenty lopatiek, čepele a rotory sú vystavené veľkému mechanickému napätiu a treniu, takže kvalita ich materiálov priamo určuje životnosť a pracovný výkon motora.
Odolnosť proti opotrebeniu je dôležitým ukazovateľom výkonu pre lopatiek na udržanie vysokej účinnosti pri dlhodobom používaní, najmä pri vysokej zaťažení a vysokorýchlostnej prevádzke. Tvrdosť, drsnosť povrchu a odpor trenia materiálu ovplyvnia odpor opotrebenia motora. Účinky bežných materiálov na odolnosť proti opotrebeniu sú nasledujúce:
Vysokú uhlíkovú oceľ alebo zliatinovú oceľ má vysokú tvrdosť a pevnosť, vydrží veľké mechanické zaťaženie a odoláva poškodeniu trenia. Tieto materiály fungujú dobre pri vysokých zaťaženiach, najmä pri behu pri vysokých rýchlostiach, čo môže účinne znížiť opotrebenie.
Napriek vysokej tvrdosti je stále ovplyvnená prostredím s vysokou teplotou, ktoré môže zvýšiť jeho krehkosť, takže sa musí použiť pri nízkych teplotách alebo pri chladiacom systéme.
Nerezová oceľ má nielen dobrú tvrdosť, ale má tiež vynikajúci odolnosť proti korózii a odolnosť proti opotrebeniu a je vhodná na použitie vo vlhkých a vysoko korozívnych prostrediach.
Jeho tvrdosť je zvyčajne nižšia ako tvrdosť s vysokou uhlíkovou oceľou a jej odolnosť proti opotrebeniu je relatívne nízka, ale jej odolnosť proti opotrebeniu je možné zlepšiť optimalizáciou zloženia zliatiny (ako je pridávanie prvkov, ako je molybdén a nikel).
Zliatina volfrámu má veľmi vysokú odolnosť proti tvrdosti a opotrebeniu a je vhodná na prácu v extrémnych podmienkach, najmä pri vysokej teplote, vysokej zaťažení a vysokej rýchlosti.
Je nákladné a ťažko spracovateľné, takže je vybraný iba v niektorých aplikáciách, ktoré si vyžadujú vyšší výkon.
Keramické materiály majú veľmi vysokú tvrdosť, dobrú odolnosť proti opotrebeniu a odolnosť proti korózii a sú obzvlášť vhodné na použitie v prostrediach s veľkými strátmi trením.
Keramika je relatívne krehká a ľahko sa rozbije pri nadmernom náraze, takže sa zvyčajne používajú iba v aplikáciách pri nízkom nárazovom zaťažení.
Niektoré vysokovýkonné polyméry a kompozity, ako napríklad polytetrafluóretylén (PTFE) alebo kompozity z uhlíkových vlákien, majú dobrú odolnosť proti opotrebeniu a mazanie. Môžu účinne znížiť opotrebenie a stratu energie medzi trením.
Tieto materiály majú zvyčajne tvrdosť s nízkym obsahom a sú vhodné na použitie v scenároch s nízkym zaťažením. Nemôžu vydržať extrémny mechanický šok.
Vysoký odpor odporu je kľúčovým faktorom v tom, či môžu motory s lopatkami pracovať stabilne vo vysokoteplotných prostrediach, najmä pri vysokom zaťažení a dlhodobej prevádzke. Vysoká teplota odpor rôznych materiálov je nasledovne:
Prvky pridané do legovanej ocele (ako je chróm, molybdén, nikel atď.), Môže účinne zlepšiť jeho vysokú teplotnú odolnosť. Je vhodný na použitie v prostredí stredne a vysokej teploty a môže si udržiavať tvrdosť a pevnosť v určitom teplotnom rozsahu.
Aj keď zliatinová oceľ má dobrú vysokú teplotu, môže zjemniť v prostredí s vysokou teplotou nad 300 ° C, čo vedie k degradácii výkonu.
Zloženie vysokej zliatiny v nehrdzavejúcej oceli mu dodáva dobrý vysoký teplotu, najmä ak je teplota okolia vysoká, nehrdzavejúca oceľ dokáže udržiavať vysokú stabilitu a nie je náchylná na oxidáciu.
Vysoká teplota odporu z nehrdzavejúcej ocele zvyčajne nie je taká dobrá ako v prípade zliatin s vysokou teplotou a pri dlhodobej vysokej teplote môže spôsobiť oxidáciu alebo zrútenie materiálu, čím ovplyvňuje mechanické vlastnosti.
Vysokotextové zliatiny (ako sú zliatiny na báze niklu, zliatiny na báze kobaltu atď.) Majú extrémne silnú vysokú teplotnú odolnosť a môžu pracovať v prostrediach nad 1000 ° C. Je vhodný na použitie v extrémne vysokých teplotách a môže si zachovať svoju tvrdosť, pevnosť a odolnosť proti korózii.
Zliatiny s vysokou teplotou sú veľmi drahé a ťažko sa spracúvajú a zvyčajne sa používajú iba v špeciálnych odvetviach alebo špičkových aplikáciách.
Keramické materiály sú veľmi odolné voči vysokým teplotám a vydržia extrémne vysoké teploty (napríklad nad 1 000 ° C) bez zmäkčenia alebo deformovania v extrémne vysokých teplotách.
Keramické materiály sú krehké a nie sú vhodné na náraz alebo silné vibrácie, takže ich rozsah aplikácií je relatívne úzky a zvyčajne sa používajú iba v aplikáciách s nízkym dopadom s nízkym dopadom.
Niektoré polyméry odolné voči vysokej teplote (ako je polyimid, PTFE atď.) Si môžu udržiavať určitý stupeň flexibility a odporu opotrebovania vo vysoko teplotných prostrediach. Kompozitné materiály môžu poskytnúť dobrý pracovný výkon pri špecifických vysokých teplotách kombináciou rôznych komponentov.
Väčšina polymérov podstúpi tepelnú degradáciu v prostredí s vysokou teplotou nad asi 250 ° C, takže nie sú vhodné pre extrémne vysoké teplotné podmienky.
Výber materiálu lopatiek s lopatkami musí komplexne zvážiť faktory, ako je teplota, zaťaženie, korozitívnosť a očakávaná životnosť prostredia používania, aby sa zabezpečilo, že motor môže udržiavať dobrý výkon a dlhodobá stabilná prevádzka v rôznych pracovných podmienkach.
