مواد دما بالا برای ساخت موتورهای دیزلی سنگین
High Temperature Materials for Heavy Duty Diesel Engines: Historical and Future Trends
اخیراً یک مقاله مروری در رابطه با مواد دما بالای مورد استفاده در ساخت موتورهای دیزلی سنگین در مجله بسیار معتبر Progress in Materials Science، توسط محققین Oak Ridge National Laboratory منتشر شده است که جزء شاخص ترین مراکز علمی در زمینه مهندسی مواد و متالورژی محسوب می شود. در این مقاله گزارش شده است که موتورهای سنگین تا سال 2040، 30% افزایش خواهند یافت. به لحاظ تاریخی، استراتژی افزایش بازدهی موتورهای دیزلی به این ترتیب بوده است که فشار بیشینۀ سیلندر افزایش پیدا کند. با این حال، افزایش فشار بیشینۀ سیلندر، بار مکانیکی و حرارتی بسیار بیشتری را بر روی اجزا و مواد موتور اعمال می کند. در سال های اخیر، محدودیت های خواص مواد در بسیاری از قطعات موجب شده است که نتوان بازدهی این موتورها را افزایش داد و رسیدن به فشار بیشینۀ سیلندر بیشتر از 20 مگاپاسکال، دشوار بوده است. با این وجود، این مواد توانسته اند پایداری و طول عمر موتورهای دیزلی سنگین را حفظ کنند. این مقاله مروری بسیار مهم، پیشرفت ها به لحاظ تاریخی و پیشرفت های شاخص متالورژیکی در زمینه مواد دما بالا در خودروهای سنگین در موتورهای دیزلی را بررسی می کند. علاوه بر آن، به جدیدترین پیشرفت ها در زمینه مواد مورد استفاده در بلوک موتور، سَری های سیلندر، پیستون، سوپاپ و قطعات اگزوز، می پردازد. این قطعات از طیف گسترده ای از مواد ساخته می شوند که شامل چدن، فولاد فریتی، فولاد آستنیتی، آلیاژهای تیتانیم، سوپرآلیاژهای پایه نیکل، و پوشش های دما بالا می شود. مکانیزم های شکست و تخریب میکروساختاری مربوط به بارگذاری پیچیدۀ مکانیکی و حرارتی در این مواد نیز بحث شده اند. در پایان نیز زمینه های اصلی برای پژوهش های آینده بر روی مواد دما بالای مورد استفاده در موتورهای سنگین دیزلی پیشنهاد شده اند.
توصیه می شود حتما این مقاله را مطالعه کنید (لینک دانلود مقاله)
گروه علمی و پژوهشی مهندسی و علم مواد (MatRes-مترس)