Na fabricação de máquinas, as peças forjadas mecânicas são as principais peças. A seleção de materiais e a análise de propriedades são essenciais para a qualidade e funcionalidade do produto. A seleção correta de materiais e a compreensão profunda de suas propriedades são capazes de garantir que o forjamento funcione de forma estável e confiável em uma variedade de ambientes de trabalho. Este trabalho abordará a importância da seleção de materiais e análise de propriedades de forjamentos mecânicos e sua aplicação prática.
Princípios de seleção de materiais
Necessidades de aplicação: a principal consideração é o cenário de aplicação e as necessidades das peças forjadas. Diferentes ambientes de trabalho têm diferentes requisitos de resistência, dureza, resistência ao desgaste, resistência à corrosão e assim por diante.
Habilidade: considerando os requisitos do processo de forjamento, alguns materiais são mais fáceis de forjar, enquanto alguns materiais podem ter problemas durante o processo de forjamento, como rachaduras e deformação.
Economia: o preço e a disponibilidade dos materiais devem ser considerados para garantir a economia da produção, desde que os requisitos de desempenho e processo sejam atendidos.
Materiais comuns e suas propriedades
Aço carbono: com boa forjabilidade, força e dureza, de baixo custo, é usado para fabricar peças forjadas com vários requisitos de resistência e resistência ao desgaste.
Liga de aço: a força, dureza, resistência ao desgaste e resistência à corrosão do aço podem ser melhoradas pela adição de elementos de liga, como manganês, silício e cromo. É adequado para forjamento de alta resistência e ambiente especial.
Aço inoxidável: tem boa resistência à corrosão e formabilidade, mas geralmente é mais difícil de forjar. É usado para fabricar peças forjadas que funcionam em ambientes corrosivos.
Liga de alumínio: leve e boa condutividade, pode ser usado para fabricar peças forjadas que exigem peso leve, como forjamento de aviação.
Método de análise de desempenho e aplicação
Teste de propriedades mecânicas: o módulo de elasticidade, a força de rendimento, a resistência à tração e outros indicadores de propriedades mecânicas do material são obtidos através de testes de tração, compressão e flexão, que fornecem a base para a seleção de materiais e design de produtos.
Observação metalográfica da estrutura: use o microscópio metalográfico para observar a microestrutura do material para compreender o tamanho de grão, a composição da fase, etc., a fim avaliar a forjabilidade do material e a resposta do tratamento térmico.
Teste de resistência à corrosão: através da exposição a um ambiente específico ou usando o teste de corrosão acelerado, avaliar a resistência à corrosão do material para garantir a estabilidade do forjamento em um ambiente de trabalho específico.
Teste não destrutivo: os forjamentos são testados para defeitos internos por ultra-som, raios e partículas magnéticas para garantir a integridade da qualidade dos forjamentos.
Tome um virabrequim de motor de carro, por exemplo, seu ambiente de trabalho é de alta temperatura, alta pressão e alta velocidade de rotação. O aço de liga foi escolhido como material para garantir a estabilidade e durabilidade do virabrequim e os melhores parâmetros para o processo de forjamento e tratamento térmico foram determinados por meio de ensaios de propriedades mecânicas e observação da estrutura metalográfica. Além disso, o desempenho do virabrequim foi verificado através de testes de durabilidade, garantindo a alta qualidade do produto.
A seleção de materiais e a análise de propriedades de peças forjadas mecânicas é um ponto central na fabricação de máquinas. Envolve a funcionalidade, a longevidade e a economia do produto. A seleção correta de materiais e a análise profunda do desempenho podem garantir que as peças forjadas funcionem de forma estável em várias condições exigentes e criem maior valor econômico para as empresas. Com o avanço da ciência e da tecnologia, novos materiais e tecnologias continuarão a surgir, trazendo mais possibilidades e desafios para a fabricação de peças forjadas mecânicas.
