مواد با استحکام بالا در محصولات صنعت مهندسی

مواد محکم و بادوام ، چرخه عمر طولانی محصول را تضمین کرده و تأثیرات زیست محیطی تجهیزات را در حین استفاده به حداقل می رساند.

هزاران سال است که مردم از فلزات و مواد دیگر استفاده می کنند. اهمیت مواد برای توسعه بشر در دورانهای مختلف مانند عصر حجر ، عصر برنز و عصر آهن نیز به دلیل موادی که مردم برای ابزار و وسایل استفاده می کردند حائز اهمیت است.

اگرچه در طول تاریخ بشریت از مواد استفاده شده است ، اما درک ما از عواملی که در خصوصیات معمولی مواد وجود دارد ، تا اواخر قرن هجدهم شروع به توسعه نمی کند. برخی از این خواص از ترکیب شیمیایی مواد ناشی می شود ، در حالی که برخی دیگر عمدتا مربوط به ساختار و نظم داخلی آنها است.

فولاد بادوام و بادوام صنعت مهندسی را متحول کرد

توسعه مواد همیشه از عوامل اقتصادی به شدت هدایت شده است. اختراع تولید فولاد بدون شک مهمترین اختراع فناوری مواد برای صنعت تولید مدرن است. اگرچه چینی ها می دانستند چگونه فولاد را از اوایل قرن سوم تولید کنند ، اما تا مبدل Bessemer که در سال 1855 به ثبت اختراع رسید ، نتوانست هزینه تولید فولاد را به همان میزان از چدن کاهش یابد. فولاد ماده ای سبک تر و با دوام تر بود و استفاده گسترده از آن باعث توسعه سریع ماشین آلات و تجهیزات می شد. از آن زمان درجه های فولادی به طور مداوم بهبود یافته اند. آنها برای نیازهای مهندسی مکانیک قوی تر و با دوام تر شده اند.

الزامات مواد صنعت مهندسی با توسعه فناوری به طور مداوم افزایش یافته است. در اوایل قرن بیستم ، عملاً تنها شرط برای نمرات کلی فولاد سازه مربوط به استحکام عملکرد آنها بود که با افزایش محتوای کربن فولاد می توان آن را بهبود بخشید. تأکید کمتری روی سختی قرار می گرفت ، زیرا سازه های فلزی عمدتاً از طریق میخ پرچ به هم وصل می شدند. هنگامی که جوش محبوبیت بیشتری پیدا کرد ، می توان با کاهش میزان کربن آنها و بهبود چقرمگی آنها با کنترل اندازه دانه از طریق آلیاژ ، جوشکاری درجه های فولادی را بهبود بخشید.

تحقیق و معرفی مواد جدید و بهتر همیشه باعث شده تا شرکت ها بتوانند از این رقابت کنار بیایند. بروشور سنگ شکن از سال 1925 توسط Oy Lokomo Ab ، که امروز بخشی از Metso است ، از برتری و برتری سنگ شکن های فلزی شرکت در مقایسه با سنگ شکن های سازه های چدنی ، ستایش می کند. قدرت و سبکی سازه های جدید فولادی به عنوان یک مزیت رقابتی تلقی می شد. در سال 2018 ، این خصوصیات همچنان در توسعه سنگ شکن ها و گیاهان خردکننده Metso حائز اهمیت هستند و تحقیقات مربوط به مواد همچنان به عنوان بخش اساسی در توسعه محصول است.

توسعه با بهره وری انرژی و اقتصاد دایره ای هدایت می شود

در صنعت مهندسی ، مواد قوی و بادوام از چرخه طولانی عمر محصول اطمینان می کنند و تأثیرات زیست محیطی تجهیزات را هنگام استفاده از آن به حداقل می رسانند. این امر همچنین مزایای مالی ایجاد می کند ، زیرا فرسودگی تجهیزات و همچنین خسارت ، هزینه های مستقیم و غیرمستقیمی قابل توجهی را برای صنعت ایجاد می کند. هزینه های غیرمستقیم مانند از بین رفتن تولید در هنگام تعمیر تجهیزات یا نگهداری تجهیزات ، اغلب می تواند از هزینه تعویض قسمت آسیب دیده بیشتر باشد.

با توسعه مستمر فناوری به مواد بهتر و بهتری نیاز است. اندازه و ظرفیت توان ماشین آلات و تجهیزات به طور پیوسته افزایش یافته و فرآیندهای صنعتی تقاضای بیشتری پیدا کرده اند. این امر منجر به توسعه انواع کاملاً جدیدی از مواد و فناوریهای تولید شده است. بازده فرآیندهای تولید سنتی نیز بهبود یافته است. مواد کامپوزیتی و ترکیبی با ترکیب گروههای مختلفی از مواد برای ایجاد ساختارهای کاربردی تولید شده اند. مواد را می توان در سطح نانو ، میکرو یا کلان ترکیب کرد و ترکیب های بعدی از خواص را می توان متناسب با هدف استفاده انتخاب کرد.

اخیراً ، توسعه مواد و فن آوری های تولیدی نیز به ویژه با اهداف بهره وری انرژی و جنبه های زیست محیطی هدایت شده است. اثرات زیست محیطی مواد در طول چرخه زندگی آنها به دنبال ابتدای مراحل اولیه تولید مواد به حداقل می رسد و توجه به بازیافت یا استفاده مجدد از آنها در پایان دوره های زندگی نیز مورد توجه قرار می گیرد.

مواد با بهترین و با دوام ترین خواص مکانیکی اغلب از نظر توسعه پایدار از نظر زیست محیطی نیز بهترین هستند. بهبود استحکام مواد باعث شده است که با استفاده از مقادیر کمتری از مواد ، نسبت به هنگام استفاده از فولاد ، ساختار مشابه عملکردی اجرا شود. با توجه به تجهیزات موبایل ، سازه های سبک تر نیز به معنای کم مصرف انرژی (سوخت های فسیلی ، برق و غیره) هستند. علاوه بر این ، مقاومت در برابر سایش و افزایش مقاومت به معنای عمر مفید طولانی تر برای سازه ها است. به عبارت دیگر ، فناوری مواد نقش اساسی در اقتصاد مدور آینده خواهند داشت.