Behavior and Application of Metal Materials under Various Temperatures in Mechatronics

Od samih početaka život čovjeka bio je obilježen drvom, kamenom, kostima, krznom i drugim materijalima izravno dobivenim iz prirode. Želja za kvalitetnijim i lakšim životom poticala je i potiče ljude na izradu sve složenijih tvorevina, čije se nove funkcije i svojstva ne mogu ostvariti s klasičnim materijalima. Prema sastavu, mikrostrukturi i načinu dobivanja metalne materijale dijelimo na materijale na bazi željeza te lake,obojene metale i legure (neželjezni metali i legure). Najširu primjenu za povišene, odnosno visoke temperature imaju čelici (nisko i visokolegirani). Maksimalna radna temperatura pri kojoj oprema može raditi, ograničena je svojstvima materijala iz kojih je ona izrađena. Temperature koje obuhvaćaju ovo područje su od 20 ºC pa sve do radnih temperatura od 1000 ºC. Otpornost metala prema sniženju svojstava na povišenim temperaturama obično je tim veća – što je veći udio legirnih elemenata. Dva su odlučujuća kriterija za procjenu ponašanja metalnih materijala pri povišenim odnosno visokim temperaturama: otpornost na puzanje i otpornost prema oksidaciji. S obzirom na temperaturno područje primjene razlikuju se četiri osnovne podskupine čelika: ugljični (nelegirani) čelici, niskolegirani čelici, visokolegiranimartenzitni čelici, visokolegiraniaustenitni čelici. Tehnika rada pri niskim temperaturama obuhvaća konvencionalno temperaturno područje od oko -40 °C sve do apsolutne nule. Prema tome u ovo specifično tehničko područje ulazili bi primjeri primjene: čelične konstrukcije, željeznice, brodovi, ledolomci, uređaji za proizvodnju ukapljenih plinova itd. Najopasnija neželjena pojava pri sniženim temperaturama jest nagli pad žilavosti, pri čemu se pod pojmom žilavosti podrazumijeva svojstvo materijala da se apsorpcijom energije odupre širenju pukotine, a time i krhkom lomu. Za primjenu u ovoj grani tehnike bit će nezaobilazni željezni materijali, čelični te aluminij i aluminijske legure