Trong thiết kế và sử dụng Động cơ cánh , sự lựa chọn vật liệu có tác động quan trọng đến khả năng chống mài mòn và khả năng chống nhiệt độ cao. Vì các thành phần cốt lõi của động cơ, lưỡi dao và cánh quạt có thể chịu căng thẳng cơ học và ma sát lớn, do đó chất lượng vật liệu của chúng trực tiếp xác định tuổi thọ dịch vụ và hiệu suất làm việc của động cơ.
Điện trở hao mòn là một chỉ số hiệu suất quan trọng cho động cơ cánh để duy trì hiệu quả cao trong việc sử dụng lâu dài, đặc biệt là trong hoạt động cao và tốc độ cao. Độ cứng, độ nhám bề mặt và điện trở ma sát của vật liệu sẽ ảnh hưởng đến điện trở hao mòn của động cơ. Ảnh hưởng của vật liệu phổ biến đối với khả năng chống mài mòn như sau:
Thép carbon cao hoặc thép hợp kim có độ cứng và cường độ cao, có thể chịu được tải trọng cơ học lớn và chống lại thiệt hại ma sát. Những vật liệu này hoạt động tốt dưới tải trọng cao, đặc biệt là khi chạy ở tốc độ cao, có thể làm giảm hiệu quả hao mòn.
Mặc dù độ cứng cao, nhưng nó vẫn bị ảnh hưởng bởi môi trường nhiệt độ cao, có thể làm tăng độ giòn của nó, vì vậy nó cần được sử dụng ở nhiệt độ thấp hoặc với hệ thống làm mát.
Thép không gỉ không chỉ có độ cứng tốt, mà còn có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời và khả năng chống mài mòn, và phù hợp để sử dụng trong môi trường ẩm ướt và ăn mòn cao.
Độ cứng của nó thường thấp hơn so với thép carbon cao và khả năng chống mài mòn của nó tương đối kém, nhưng khả năng chịu hao mòn của nó có thể được cải thiện bằng cách tối ưu hóa thành phần hợp kim (như thêm các yếu tố như molypden và niken).
Hợp kim vonfram có độ cứng và khả năng chống mài mòn rất cao, và phù hợp để làm việc trong điều kiện khắc nghiệt, đặc biệt là ở nhiệt độ cao, tải cao và tốc độ cao.
Nó rất tốn kém và khó xử lý, vì vậy nó chỉ được chọn trong một số ứng dụng yêu cầu hiệu suất cao hơn.
Vật liệu gốm có độ cứng rất cao, khả năng chống mài mòn và chống ăn mòn tốt, và đặc biệt phù hợp để sử dụng trong môi trường bị tổn thất ma sát lớn.
Gốm sứ tương đối dễ vỡ và dễ bị phá vỡ dưới tác động quá mức, vì vậy chúng thường chỉ được sử dụng trong các ứng dụng dưới tải trọng tác động thấp.
Một số polyme và vật liệu tổng hợp hiệu suất cao, chẳng hạn như Polytetrafluoroetylen (PTFE) hoặc vật liệu tổng hợp sợi carbon, có tính chất chống mài mòn và bôi trơn tốt. Chúng có thể giảm hiệu quả hao mòn và mất năng lượng giữa các bề mặt ma sát.
Những vật liệu này thường có độ cứng thấp và phù hợp để sử dụng trong các kịch bản tải thấp. Họ không thể chịu được cú sốc cơ học cực độ.
Điện trở nhiệt độ cao là một yếu tố chính trong việc liệu động cơ cánh có thể hoạt động ổn định trong môi trường nhiệt độ cao hay không, đặc biệt là trong tải trọng cao và hoạt động dài hạn. Điện trở nhiệt độ cao của các vật liệu khác nhau như sau:
Các yếu tố được thêm vào thép hợp kim (như crom, molybden, niken, v.v.) có thể cải thiện hiệu quả điện trở nhiệt độ cao. Nó phù hợp để sử dụng trong môi trường nhiệt độ trung bình và cao và có thể duy trì độ cứng và cường độ trong một phạm vi nhiệt độ nhất định.
Mặc dù thép hợp kim có điện trở nhiệt độ cao tốt, nhưng nó có thể làm mềm trong môi trường nhiệt độ cao trên 300 ° C, dẫn đến suy giảm hiệu suất.
Thành phần hợp kim cao trong thép không gỉ cho nó điện trở nhiệt độ cao tốt, đặc biệt là khi nhiệt độ môi trường cao, thép không gỉ có thể duy trì độ ổn định cao và không dễ bị oxy hóa.
Điện trở nhiệt độ cao của thép không gỉ thường không tốt bằng các hợp kim nhiệt độ cao và dưới nhiệt độ cao dài hạn, nó có thể gây ra quá trình oxy hóa hoặc hạt thô của vật liệu, do đó ảnh hưởng đến các tính chất cơ học.
Hợp kim nhiệt độ cao (như hợp kim dựa trên niken, hợp kim dựa trên coban, v.v.) có điện trở nhiệt độ cao cực kỳ mạnh và có thể hoạt động trong môi trường trên 1000 ° C. Nó phù hợp để sử dụng trong môi trường nhiệt độ cực cao và có thể duy trì độ cứng, sức mạnh và khả năng chống ăn mòn.
Hợp kim nhiệt độ cao rất tốn kém và khó xử lý, và thường chỉ được sử dụng trong các ngành công nghiệp đặc biệt hoặc các ứng dụng cao cấp.
Vật liệu gốm có khả năng chống nhiệt độ cao và có thể chịu được nhiệt độ cực cao (ví dụ, trên 1000 ° C) mà không làm mềm hoặc biến dạng trong môi trường nhiệt độ cực cao.
Vật liệu gốm là giòn và không phù hợp với tác động hoặc rung động nghiêm trọng, vì vậy phạm vi ứng dụng của chúng tương đối hẹp và chúng thường chỉ được sử dụng trong các ứng dụng có độ chính xác cao, có tác động thấp.
Một số polyme kháng nhiệt độ cao (như polyimide, PTFE, v.v.) có thể duy trì một mức độ linh hoạt nhất định và khả năng chống mài mòn trong môi trường nhiệt độ cao. Vật liệu composite có thể cung cấp hiệu suất làm việc tốt ở nhiệt độ cao cụ thể bằng cách kết hợp các thành phần khác nhau.
Hầu hết các polyme sẽ trải qua suy thoái nhiệt trong môi trường nhiệt độ cao trên khoảng 250 ° C, do đó chúng không phù hợp với điều kiện nhiệt độ cao.
Việc lựa chọn vật liệu của động cơ cánh cần xem xét toàn diện các yếu tố như nhiệt độ, tải trọng, tính ăn mòn và tuổi thọ dự kiến của môi trường sử dụng để đảm bảo rằng động cơ có thể duy trì hiệu suất tốt và hoạt động ổn định lâu dài trong các điều kiện làm việc khác nhau.3333
