Sebagai peralatan teras dalam pembinaan kejuruteraan moden, prestasi dan kebolehpercayaan jentera pembinaan bergantung sebahagian besarnya pada sifat -sifat fizikal, kimia, dan mekanikal bahan -bahan yang digunakan. Dengan kemajuan sains yang berterusan, pilihan bahan -bahan untuk jentera pembinaan secara beransur -ansur diperluas dari pelbagai bahan -bahan Artikel ini secara sistematik akan meneroka jenis, ciri -ciri teknikal, dan senario aplikasi biasa bahan -bahan utama yang digunakan dalam jentera pembinaan.
I. tinggi - keluli struktur kekuatan: asas beban - galas dan ketahanan
Tinggi - Kekuatan keluli struktur adalah bahan yang paling asas untuk jentera pembinaan, digunakan secara meluas dalam beban kritikal - komponen galas seperti bingkai, boom, dan lengan. Jenis keluli ini biasanya mencapai peningkatan ketara dalam kekuatan hasil dan kekuatan tegangan melalui penambahan unsur -unsur aloi seperti mangan (MN), kromium (CR), dan molibdenum (MO), ditambah dengan penyejukan terkawal dan terkawal (TMCP) atau proses rawatan haba. Sebagai contoh, rendah - aloi, tinggi - keluli kekuatan seperti q345b (standard cina) dan s355j2 (standard Eropah) mempunyai kekuatan hasil 345 - 500 MPa, menggabungkan kebolehkerjaan yang sangat baik dan
Dalam tahun -tahun kebelakangan ini, penggunaan keluli microalloyed yang meluas (seperti yang mempunyai niobium (NB) dan penambahan vanadium (V)) telah mengoptimumkan lagi prestasi keseluruhan plat keluli. Sebagai contoh, baldi penggali tertentu menggunakan NM400 WEAR - keluli tahan (kekerasan lebih besar daripada atau sama dengan 400 HBW). Melalui pengerasan permukaan, kehidupan canggih baldi dilanjutkan sebanyak 30%, dengan ketara mengurangkan kos penyelenggaraan.
Ii. Pakai - Bahan tahan: Kunci untuk menentang geseran dan kesan
Peranti kerja jentera pembinaan (seperti gigi penggali, rod gerudi pemutus, dan pengikis penghantar) tertakluk kepada jangka panjang -, geseran sengit dan kesan dari bahan -bahan keras seperti pasir, kerikil, dan bijih, meletakkan permintaan yang sangat tinggi terhadap rintangan haus. Tradisional tinggi - keluli mangan (seperti ZGMN13), sambil menawarkan kerja yang sangat baik - sifat pengerasan, terdedah kepada ubah bentuk plastik di bawah keadaan memakai tekanan rendah -. Penyelesaian arus perdana semasa termasuk:
1. Tinggi - Kromium Cast Iron: Mengandungi 12% hingga 30% kromium, membentuk karbida keras (seperti CR7C3) dengan kekerasan HRC 58-65, yang biasa digunakan dalam pelapik rahang.
2. Bahan pelapisan komposit: Tungsten carbide (WC) atau nikel - lapisan aloi berasaskan digunakan untuk substrat Q235 melalui arka terbuka atau pelapisan plasma, mencapai kekerasan tempatan melebihi HRC 60.
3. Ceramic - bahan komposit yang diperkuat: seperti al₂o₃ - tic cermets. Walaupun agak mahal, bahan -bahan ini telah dipandu di gigi baldi- yang tinggi, menawarkan rintangan haus lebih lima kali lebih besar daripada bahan tradisional.
Iii. Aloi ringan: kejayaan dalam kecekapan tenaga dan kebolehgunaan
Untuk mengurangkan penggunaan bahan api dan meningkatkan fleksibiliti peralatan, bahan ringan seperti aloi aluminium, aloi magnesium, dan aloi titanium semakin digunakan dalam teksi, panel, dan beberapa struktur galas - -. Antaranya, aloi aluminium 6061-T6 (ketumpatan 2.7 g/cm³, kekuatan tegangan lebih besar daripada atau sama dengan 290 MPa) digunakan secara meluas dalam struktur sokongan tambahan untuk boom kren kerana rintangan kakisan yang sangat baik dan machinability. Aloi magnesium (ketumpatan 1.7-1.9 g/cm³), diubahsuai dengan unsur-unsur nadir bumi (seperti Y dan ND), boleh mencapai pengurangan berat 20% -30% dalam komponen seperti tangki minyak hidraulik.
Terutama, sementara plastik bertetulang serat karbon (CFRP) mempunyai aplikasi matang dalam aeroangkasa, ia tetap terhad dalam jentera pembinaan kerana kos dan proses menyertai. Pada masa ini, ia hanya digunakan untuk penebat bunyi dan haba dalam teksi mewah.
Iv. Kakisan - Bahan tahan: penghalang pelindung untuk persekitaran yang keras
Kejuruteraan lautan, perlombongan, dan aplikasi lain memerlukan bahan dengan rintangan kakisan yang sangat baik. Keluli tahan karat (seperti 304 dan 316L), kerana kromium mereka (lebih besar daripada atau sama dengan 16%) dan nikel (lebih besar daripada atau sama dengan 8%) kandungan, membentuk filem pasif dan biasanya digunakan dalam tangki trak pengadun konkrit dan pengikat di kawasan sensitif alam sekitar. Keluli galvanized (panas - ketebalan salutan Dip lebih besar daripada atau sama dengan 80 μm) dan teknologi salutan dacromet (kira-kira 5-12 μm tebal) mengurangkan kadar kakisan komponen keluli biasa hingga kurang daripada 0.05 mm/tahun melalui pengasingan fizikal.
Untuk keadaan operasi yang sangat berasid atau alkali, keluli tahan karat dupleks (seperti 2205, yang mengandungi 22% CR, 5% Ni, dan 3% MO) adalah bahan pilihan untuk peralatan pencampuran kimia kerana austenite mereka {}} daripada atau sama dengan 34).
Kesimpulan
Perkembangan bahan -bahan untuk jentera pembinaan sentiasa berputar di sekitar keseimbangan objektif - antara kekuatan, berat, kos, dan kesesuaian alam sekitar. Pada masa akan datang, dengan aplikasi perindustrian pembuatan tambahan (percetakan 3D) dan nanocomposites, pemilihan bahan pintar (seperti menyesuaikan sifat bahan tempatan secara dinamik berdasarkan spektrum beban) akan menjadi trend industri utama. Jurutera perlu secara komprehensif mempertimbangkan parameter operasi, kos kitaran hayat, dan kebolehpercayaan rantaian bekalan untuk mencapai penyelesaian bahan yang optimum.
