Jaką stal stosować w bardzo obciążonych układach?
Stal jest materiałem, który wyróżnia się bardzo dużą plastycznością oraz wytrzymałością na rozciąganie, dlatego znajduje szereg zastosowań w wielu branżach. Zupełnie innym obciążeniom podlegają jednak niewielkie silniki elektryczne montowane w rowerach, a innym mechanizmy odrzutowe instalowane w samolotach.
Czy wytrzymałość na rozciąganie jest miarodajna?
Wśród wielu parametrów stali niezwykle istotną rolę odgrywa wytrzymałość na rozciąganie. Nie jest to jedyny parametr, który powinniśmy brać pod uwagę, projektując układy mechaniczne, ponieważ ruchome części silników bardzo często w siebie uderzają, dotykają się lub ocierają, co powoduje szybsze ich zużywanie. O ile w mniejszych układach stal C35 lub 100Cr6 jest wystarczająca ze względu na występowanie średnich lub stosunkowo niewielkich obciążeń, tak przy konstruowaniu większych silników powinniśmy zadbać o to, aby stal była nie tylko plastyczna, ale również odporna na ścieranie, temperaturę oraz korozję – czego potwierdzeniem będą inne parametry techniczne. Wytrzymałość na rozciąganie wyrażona w MPa daje jednak obraz tego, czy konkretna stal bardziej czy mniej odporna jest na działanie pewnych sił.
Stal do układów bardzo obciążonych
Ze stali wytwarza się bardzo wiele elementów układów mechanicznych, które możemy podzielić na dwie grupy – części stałe i sprężyste. Doskonałym przykładem drugiej grupy detali są amortyzatory, a dokładnie sprężyny, które stanowią ich część. Można je wykonywać z różnych stopów, jednak w bardzo ciężkich układach, w których wymagane jest zastosowanie materiału odpornego na wielokrotne odkształcenia, bardzo dobrze sprawdzi się stal 50HF. Można z niej wytwarzać sprężyny, które posiadają wytrzymałość nawet 1650 MPa. W przypadku stałych detali należy zwrócić uwagę na twardość oraz ścieralność powierzchni detali. Stale z dodatkiem niklu, molibdenu i chromu posiadają odpowiednie parametry, dlatego często wytwarza się z nich części do samolotów lub innych znacznie obciążonych układów. Ze zmiennymi obciążeniami poradzi sobie stop 20NiCrMo2 2, do produkcji wałów napędowych lub innych detali o dużych przekrojach można użyć stali 30CrNiMo8, a w miejscach narażonych na uderzenia, drgania lub skręcanie polecany jest typ 34CrNiMo6. Kiedy przekroje są mniejsze, wystarczające jest zastosowanie stali 15NiCr13, która nie została wzbogacona o bardzo kosztowny pierwiastek, jakim jest molibden.
Bardzo istotną rzeczą przy stalach odpornych na działanie wielu sił o znacznych wartościach jest proces ich produkcji. Musi on przebiegać bardzo uważnie z zachowaniem wszelkich norm i procedur, ponieważ ma to ogromny wpływ na rzeczywistą strukturę materiału, która powinna być jak najbardziej jednolita.
