وفي التصنيع الميكانيكي، تُستخدم المطويات الميكانيكية كقطع غيار رئيسية، ويعتبر اختيار المواد وتحليل أدائها حاسماً بالنسبة لجودة المنتج ووظيفته. ويكفل الاختيار السليم للمواد وفهم أفضل لأدائها أن تعمل المواد المطورة بشكل ثابت وموثوق في جميع بيئات العمل. ستبحث هذه المقالة أهمية اختيار المواد وتحليل الأداء للمواد المطورة الميكانيكية وتطبيقها العملي.
مبدأ اختيار المواد
الحاجة إلى التطبيق: يولى الاعتبار الأول للمواقع والاحتياجات من المطقعات. وتختلف ظروف العمل باختلاف كثافة المواد وصلابتها وصبرها ومقاومتها للتآكل وما إلى ذلك.
الطابع الفني: بالنظر إلى متطلبات عملية الحشو، فإن بعض المواد أكثر قابلية للتحوير، في حين أن بعض المواد يمكن أن تتعرض للتشقق والتشوه أثناء عملية الحشو.
الاقتصاد: مع استيفاء شروط الأداء والعمليات، تؤخذ في الاعتبار أسعار المواد وتوافرها لضمان الاقتصاد في الإنتاج.
المواد التي يكثر استخدامها وأدائها
الفولاذ الكربوني: هو عبارة عن معادن ذات قدرة جيدة على الكيكنة والكثافة والصلب، بتكلفة منخفضة، تستخدم في صنع مجموعة متنوعة من المقاومة ومتطلبات التحمل.
الفولاذ السبائك: يمكن تعزيز قوة الفولاذ وصلابته وصلابته ومقاومته للتآكل بإضافة عناصر إشابية مثل المنغنيز والسيليكا والكروم وما إلى ذلك، وينطبق ذلك على المعادن ذات الكثافة العالية والظروف الخاصة.
الصلب غير القابل للصدأ: مقاوم للتآكل وصناعي بشكل جيد، ولكنه عادة ما يكون من الأصعب استخدامه في تصنيع المعادن التي تعمل في بيئة التآكل.
سبائك الألومنيوم: خفيفة الوزن وموصولة بشكل جيد ويمكن استخدامها في تصنيع الطقات التي تتطلب كمية أقل كميا، مثل المطاقات الجوية.
طرق تحليل الأداء وتطبيقاته
اختبار الأداء الميكانيكي: يوفر الأساس لاختيار المواد وتصميم المنتجات من خلال اختبارات التمدد، ضغط والانحناء، وما إلى ذلك، والحصول على مؤشرات الأداء الميكانيكي مثل مقاييس المرونة، وقوة الإخضاع، ومقاومة الشد.
ملاحظة الطور الذهبي: الأنسجة المجهرية التي تراقب المواد باستخدام مجهر الطور الذهبي لفهم حجم الحبيبات المتبلرة وتركيبات الطور وما إلى ذلك من أجل تقييم مدى قابلية المادة للضبط واستجابة المعالجة الحرارية.
اختبار المقاومة للتآكل: تقييم أداء المادة المقاومة للتآكل عن طريق التعرض في بيئة معينة أو عن طريق اختبار معجل للتآكل لضمان استقرار المواد المطورة في بيئة عمل معينة.
الكشف عن الاختراق: الكشف عن العيوب الداخلية في المواد المطورة باستخدام الأشعة فوق الصوتية والأشعة، مسحوق المغنطيسي، وما إلى ذلك، وذلك لضمان سلامة نوعية المواد المطورة.
على سبيل المثال، بالنسبة لمحور محرك سيارة، تعمل في بيئة عمل تتسم بارتفاع درجات الحرارة والضغط والسرعة العالية. وبغية ضمان استقرار وديمومة المحاور، تم اختيار السبائك كمواد، وتم تحديد أفضل البارامترات الخاصة بعمليات الحشو والمعالجة الحرارية من خلال اختبارات الأداء الميكانيكي وملاحظة أنسجة الذهب. كما تم التحقق من أداء المحاور من خلال اختبار المتانة، مما كفل جودة المنتجات.
ويشكل اختيار المواد وتحليل الأداء في المطاحن الميكانيكية جزءاً أساسياً من التصنيع الميكانيكي الذي ينطوي على وظيفة المنتج وعمره واقتصاده. ومن شأن الاختيار الصحيح للمواد وتحليل المتعمق للأداء أن يضمنان أن المواد المطورة تعمل بشكل ثابت في ظروف قاسية وأن توفر قيمة اقتصادية أكبر للشركات. ومع التقدم العلمي والتكنولوجي، ستظهر مواد وتكنولوجيات جديدة، مما يزيد من احتمالات وتحديات تصنيع الطبعات الميكانيكية.
