Болат негіз басқа материалдармен салыстырғанда беріктік пен тұрақтылық жағынан қалай салыстырылады?
Болат негіз өнеркәсіптік және автомобиль бөлшектерінің көптеген компоненттерінде кеңінен қолданылатын элемент болып табылады және тежегіш колодкалары, прокладкалар мен үйкеліс салушылар сияқты материалдарға құрылымдық қолдау көрсетеді. Кернеу, қызу мен үйкелісті шыдай алу қабілеті оны таңдауға және алюминий, қола, пластик немесе композиттер сияқты басқа негізгі материалдармен салыстыруға мүмкіндік береді. Беріктік пен тұрақтылықтағы айырмашылықтарды түсіну нақты қажеттіліктер үшін дұрыс материалды таңдауға көмектеседі. Болат негіздің басқа нұсқалармен салыстырмалы талдауын жасайық.
Болат негіз дегеніміз не?
Болат негіз жұмсақ материалдарды (мысалы, үйкеліс пластиналарын немесе орындарды) бекіту үшін қолданылатын болаттың жұқа жапырақтары немесе пластинкаларын білдіреді. Ол қаттылық қосады, деформациядан сақтайды және күшті біркелкі таратады, бүкіл бөлшек қалайтын жұмысты атқаруын қамтамасыз етеді. Болаттың артқы жағы коррозияға тұрақтылықты арттыру үшін (мысалы, мырыш немесе бояу сияқты) қаптамалармен өңделеді, оны қатты жағдайлар үшін сәйкестендіреді.
Болаттың артқы жағының негізгі қасиеттері:
- Жоғары керілу беріктігі (керілу кезінде сынбайды).
- Жақсы қызуға тұрақтылығы (500°C немесе одан да жоғары температураны шыдайды).
- Үздіксіз соққыға тұрақтылығы (анық күш әсерінен жарылмайды).
- Қайта өңдеуге болатындығы (кейбір материалдармен салыстырғанда қалдықты азайтады).
Болаттың артқы жағы және алюминийдің артқы жағы
Алюминий – болатқа қарағанда жеңіл альтернатива, бірақ олардың беріктігі мен ұзақ мерзімділігі әлдеқайда өзгеше болады:
Қуаттылығы
Болат негіз бетоннан әлдеқайда жоғары күшке ие. Болат сынбай тұрып 400–800 МПа (мегапаскаль) күшке шыдай алады, ал алюминий орташа алғанда 70–300 МПа. Бұл болат негіздің ауыр жүктеме кезінде созылуға немесе жыртылуға қарсы тұра алатындығын білдіреді — бұл қозғалтқыш тежеу түйіршіктері сияқты бөлшектер үшін маңызды, өйткені олар қолдану барысында қатты қысымға ұшырайды.
Алюминий жұмсақ болғандықтан, жоғары кернеу кезінде пішіні оңай өзгереді. Мысалы, көліктің тежеу жүйесінде алюминий негізі қатты тежеу кезінде иіліп кетуі мүмкін, соның нәтижесінде тежеу түйіршігінің тиімділігі төмендейді. Ал болат негізі қатты қалып тұрады, түйіршіктің дискімен тұрақты түйісуін қамтамасыз етеді.
Төзімділік
- Жылылық көркемділігі болат негіз жоғары температураны жақсы шыдайды. Алюминий 200°C температурада жұмсарады, сондықтан оны қозғалтқыш бөлімдері немесе тежеу жүйелері (300–500°C дейін жететін) сияқты ыстық орындарда қолдануға болмайды. Болат мұндай температурада да тұрақты қалып тұрады, бұзылып немесе балқып кетпейді.
- Тозу және коррозия : Алюминий өңделмеген болаттан тұрақтырақ, бірақ болаттың артқы бетін коррозиядан қорғау үшін цинк немесе эпоксидпен қаптауға болады. Теңіз жабдықтары сияқты ылғалды немесе тұзды ортада қапталған болат алюминийден ұзақ өмір сүреді, өйткені алюминий экстремалды жағдайда уақыт өткен сайын әлі де коррозияға ұшырайды.
- Жұмыс уақыты : Жоғары жүктемелі қолданыста (мысалы, өнеркәсіптік машиналарда) болаттың артқы беті алюминийден 2–3 есе ұзақ өмір сүреді. Алюминийдің шаруақтануы (қайталанатын күш түсірген соң босаюы) жиі қозғалатын немесе тербелетін бөлшектердің қызмет ету мерзімін қысқартады.
Болаттың артқы беті мен қоланың салыстыруы
Қола – мыс пен мырыштың қорытпасы, оның қаттылығы мен коррозияға тұрақтылығы үшін бағаланады, бірақ беріктігі мен ұзақ қызмет етуі жағынан болатқа тең бола алмайды.
Қуаттылығы
Қола 200–500 МПа аралығындағы созу беріктігіне ие, бұл көп түрлі болаттан (400–800 МПа) төменірек. Бұл қоланың кері жағын ауыр жүктемелерге төтеп беру үшін тиімсіз етеді. Мысалы, жоғары қысымдағы сұйықтықтардың орындарын жабатын гидравликалық орындарда қоладан жасалған кері жақ деформацияланып, жіктерге әкеп соғуы мүмкін. Болаттың кері жағы өзінің жоғары беріктігі арқасында өте үлкен қысымның әсерінен де тығыз жабық күйде қалады.

Төзімділік
- Киімге төзімділік қола болатқа қарағанда жұмсақ, сондықтан басқа бөлшектерге үйкеліп тұратын бөліктерде (мысалы, сырғанау орындары) тез тозады. Болаттың кері жағының қаттылығы үнемі үйкеліс кезінде де тозуды азайтады.
- Бағасы мен қызмет ету мерзімі қола болатқа қарағанда қымбат, ал сонымен қатар жоғары кернеу кезінде пайдалану мерзімі қысқа болғандықтан экономикалық тиімсіз. Болаттың кері жағы өзінің төмен бағасы мен ұзақ қызмет ету мерзімі арқасында көптеп немесе ұзақ мерзімді пайдалану үшін ыңғайлы.
- Коррозия қорғасын су мен жеңіл химикаттарда коррозияға тұрақты, бірақ қышқылды немесе тұзды ортада (соның ішінде жағалау өнеркәсіптік орындарында) коррозиядан қорғайтын қаптамалары бар болат қорғасынмен салыстырғанда теңдей жұмыс істейді – төменгі құнмен.
Болат қорғау мен пластмасса қорғау
Пластмасса қорғау (мысалы, нейлон, полиэфир) жеңіл және арзан, бірақ болат қорғаумен салыстырғанда беріктігі мен ұзақ мерзімділігі төмен.
Қуаттылығы
Пластмассаның тарту беріктігі болат қорғаумен салыстырғанда өте төмен (20–100 МПа). Орташа ғана күш әсерінен оңай иіліп немесе сынады. Мысалы, кіші әуездегі көліктің тежеу табақшалары пластмасса негізінде жеңіл пайдалануға болады, бірақ тіркемелі көлік немесе внедорожникте пластмасса салмақтан сынады, нәтижесінде тежеуіштің істен шығуына әкеліп соғады. Болат қорғау, керісінше, деформацияланбай жүктемені шыдайды.
Төзімділік
- Жылылық көркемділігі пластмасса 100–200°C температурада балқып немесе пішіні өзгеріп кетеді, сондықтан оның жоғары температура бөліктерінде (мысалы, двигатель прокладкалары немесе тежеу табақшалары, температурасы 300°C және одан жоғары) пайдалану мүмкін емес. Болат қорғау осындай температурада тұрақты болып қалады.
- Жер шарттарына қарсы қарым-қатынас : Пластика ультракүлгін сәулелерге немесе химикаттарға (май, еріткіштер) ұшырағанда уақыт өте бұзылады. Ерекше қаптамасы бар болат тіреуі бұл факторларға төзімді, жылдар бойы қызмет етеді.
- Практикалық қолдану : Пластик тіреуі тек аз жүктеме мен төменгі температураға арналған қолданбаларда (мысалы, жеңіл тұтынушы тауарлар) қолданылады. Ауыр пайдалану, ыстық немесе қатты жағдайларға төтеп беретін бөлшектер үшін міндетті түрде болат тіреуі қажет.
Болат тіреуі мен композитті тіреуі
Термиялы пластмасса немесе көміртекті талшын сияқты материалдардан жасалған композитті тіреуі беріктік пен жеңілдікті үйлестіреді. Бірақ ол болат тіреуімен салыстырғанда қалай?
Қуаттылығы
Жоғары сапалы композиттер болаттың керілу беріктігіне тең немесе одан асатын деңгейге (көміртекті талшын композиттері үшін 1000 МПа-ға дейін) ие болуы мүмкін. Бірақ бұл беріктік белгілі бір құнына ие: композиттер сыпыртша және әлсіз соққыларға (мысалы, құралдың түсіп кетуі) ұшырағанда сынады. Болат тіреуі кейбір жағдайларда сәл әлсіз болса да икемдірек және соққыға төзімдірек, сынбауы үшін иіледі.
Төзімділік
- Баға және жөндеу : Композиттерді өндіру қымбат, сондықтан оларды сериялық бөлшектер үшін (мысалы, стандартты тежеу колодкалары) пайдалану тиімсіз. Болаттың артқы жағы арзан және жөндеу немесе ауыстыру оңай.
- Сапалық : Композиттің сапасы болатқа қарағанда әртүрлі болады, өйткені ол қатаң стандарттарға сай өндіріледі. Маңызды қолдануларда (мысалы, әуе-кеңістік салонындағы орындар) болаттың сенімділігі оны құрамаларға қарағанда ұнатымды етіп жасайды, әрі құрамалар ұқсас беріктік көрсетсе де.
- Аса қатаң орта : 500°C-тан жоғары температурада кейбір композиттер бұзылады, ал болаттың артқы жағы (ерекше термиялық өңделген болат) тұрақты қалады. Суық жағдайда композиттер сынық болуы мүмкін, ал болат өзінің икемділігін сақтайды.
Қашан болаттың артқы жағын таңдау керек
Болаттың артқы жағы мынадай қолданулар үшін ең жақсы таңдау болып табылады:
- Ауыр жүктемелерді немесе қысымды көтеруге арналған жоғары беріктік.
- Жоғары температураға (200°C-тан жоғары) немесе аса қатаң температураға төзімділік.
- Қатты орталарда (тұз, химикаттар, тербеліс) ұзақ қызмет ету мерзімі.
- Ұдайы немесе ұзақ мерзімді пайдалану үшін қол жетімділік.
Кең таралған қолданыстары:
- Тежегіш колодкалары мен сүзгіш тақталар (жылуға төзімділік пен беріктілік қажет).
- Өнеркәсіптік орындар мен тығындар (жоғары қысым, химиялық әсерге ұшырау).
- Автокөлік және машина бөлшектері (тербеліс, ауыр жүктеме).
СЖ
Болаттың артқы жағы қайда қолданылады?
Болаттың артқы жағы тежегіш колодкалары, орындар және үйкеліс материалдары сияқты бөлшектерді берікдетеді, жоғары керілу мен жоғары температураға төтеп беретін күш пен тұрақтылық қамтамасыз етеді.
Болаттың артқы жағы алюминийдің артқы жағынан қаттырақ па?
Иә. Болаттың артқы жағының созу беріктігі (400–800 МПа) алюминийдің (70–300 МПа) қарағанда жоғары, сондықтан ауыр жүктеме мен жоғары керілуге арналған жерлерде ол қолайлырақ.
Болаттың артқы жағы оңай қоңдай ма?
Емдеулі болат қоңдай алады, бірақ көпшілік болаттың артқы жағы коррозияға төзімділік үшін қапталған (цинктелген немесе боялған). Бұл оны ылғалды немесе тұзды ортада ұзақ уақыт пайдалануға болатынын білдіреді.
Құрама артқы қабат болаттан үздік пе?
Құрама артқы қабат болатпен күш жағынан бірдей болуы мүмкін, бірақ ол қымбат, әрі соққыға шыдамсыз және шектеу шарттарында сенімсіз болып келеді. Көп жағдайда жоғары жүктемелі қолданулар үшін болаттан жасалған артқы қабат үздік таңдау болып табылады.
Болаттан жасалған артқы қабат қаншалықты ұзақ қызмет етеді?
Өнеркәсіптік немесе автомобиль бөлшектерінде болат артқы қабат әдетте 5–10 жыл қызмет етеді, бірдей қолданулардағы алюминий немесе пластмассадан 2–3 есе ұзақ қызмет етеді.
Болат артқы қабат басқа материалдардан ауыр ма?
Иә, болат алюминий, қола немесе пластмассадан тығыздау. Бірақ маңызды бөлшектерде оның беріктігі мен ұзақ қызмет ету мерзімі салмақтың кемшілігін жабуы мүмкін.
Болат артқы қабатты жоғары температуралы ортада қолдануға бола ма?
Иә. Болат артқы қабат температураның 500°C+ дейінгі шегінде (болат түріне байланысты) ұстап тұрады, сонымен қатар тежегіш колодкалары, двигатель бөлшектері мен өнеркәсіптік пештер үшін қолайлы таңдау болып табылады.
Table of Contents
- Болат негіз басқа материалдармен салыстырғанда беріктік пен тұрақтылық жағынан қалай салыстырылады?
- Болат негіз дегеніміз не?
- Болаттың артқы жағы және алюминийдің артқы жағы
- Болаттың артқы беті мен қоланың салыстыруы
- Болат қорғау мен пластмасса қорғау
- Болат тіреуі мен композитті тіреуі
- Қашан болаттың артқы жағын таңдау керек
-
СЖ
- Болаттың артқы жағы қайда қолданылады?
- Болаттың артқы жағы алюминийдің артқы жағынан қаттырақ па?
- Болаттың артқы жағы оңай қоңдай ма?
- Құрама артқы қабат болаттан үздік пе?
- Болаттан жасалған артқы қабат қаншалықты ұзақ қызмет етеді?
- Болат артқы қабат басқа материалдардан ауыр ма?
- Болат артқы қабатты жоғары температуралы ортада қолдануға бола ма?