Et av de vanligste materialene som brukes i industri og bygg er metall. Selv mot bakgrunnen av fremveksten av teknologisk glassfiber og kompositter, mister ikke dens unike kombinasjoner av ytelsesegenskaper sin relevans. Faktorer som metallaldring, utmattelseseffekter, korrosjon og andre nedbrytningsprosesser begrenser imidlertid bruken, og tvinger teknologer til å se etter måter å øke strukturens holdbarhet på.
Aldringsprosessen
Aldringen av metallegeringer og rene elementer forstås som en endring i ytelsen deres. Over tid endres design og deler i strukturen, noe som gjenspeiles i ytelsen. Det antas at prosessen med metallaldring har negative konsekvenser, selv om den også forårsaker en økning i visse nyttige tekniske og fysiske egenskaper. For eksempel øker hardheten i materialet, selv om sprøheten også øker parallelt. Uansett avviker strukturendringen fra ytelsen som forventes, for eksempel ved utvikling av et bygge- eller ingeniørprosjekt.
Tid er hovedårsaken til aldring, men ikke den eneste. Ytre forhold kan spille en vesentlig rolle i denne prosessen.spesielt kjemisk aggressive miljøer som materialet kommer i kontakt med. Under normale driftsforhold oppstår en langsom mekanisk aldring av metallet, som atomene i produktet gjennomgår diffusjon mot.
Kunstig aldring
Siden denne prosessen ikke alltid fører til fullstendig tap av driftsverdien til materialet, og også bidrar til vekst av enkelte kvaliteter, brukes ofte kunstig aldring. For eksempel brukes denne teknikken på aluminium og titanlegeringer for å øke deres styrke. Denne effekten oppnås gjennom varmebehandling. Hvis den naturlige aldring av metallet kan skje veldig sakte selv ved normal romtemperatur, krever den kunstige prosessen spesiell herding. Men det er viktig å ta hensyn til den grunnleggende forskjellen mellom denne metoden og metalltemperingsteknologi. Aldring under kunstig skapte forhold forårsaker en økning i hardhet og styrke, men bidrar også til en reduksjon i duktilitet.
Tiltak for å forhindre aldring
I prinsippet kan ikke denne prosessen stoppes. Men det er fullt mulig å bremse den eller eliminere faktorene som stimulerer aldring, med ulik grad av suksess. For eksempel, i noen bransjer behandles metaller av individuelle strukturer periodisk med beskyttende løsninger og polering, som minimerer virkningen av negative driftsfaktorer - kjemisk, temperatur, mekanisk, etc. Når det gjelder å bremse effekten av metallaldring under normale driftsforhold, iAvhengig av type struktur eller del, kan samme varmebehandling brukes. Sveisere utsetter for eksempel sømmer for høye temperaturer ved 600-650 °C. Denne teknikken ligner mer på metalltempering, men den reduserer også intensiteten av aldring.
Kjemisk korrosjon
Prosessen med rust er farligere for metaller når det gjelder endringer i tekniske og fysiske kvaliteter. Korrosjon kan oppstå under påvirkning av kjemisk eller elektrokjemisk påvirkning på strukturen. Og hvis aldringen av metallet er sakte, kan rustforplantningshastigheten være svært høy avhengig av de ytre forholdene.
Kjemiske korrosjonsprosesser finner vanligvis sted i tilfeller hvor metallet er i direkte kontakt med sure løsninger, gassformige medier, s alter og alkalier. Dette er de mest aktive korrosjonsfremmerne som alltid finnes i miljøet, men i forskjellige former. Til slutt dannes det et sprøtt og løst lag på det berørte området, hvis tilstedeværelse reduserer materialets holdbarhet.
Elektrisk korrosjon
I dette tilfellet er det en prosess med spontan interaksjon mellom metallprodukter og det elektrolytiske mediet. Mot bakgrunnen gjennomgår delen oksidasjon, og den flytende aktive komponenten gjenopprettes. Slike prosesser kan oppstå ved kontaktpunktene mellom legeringer som har forskjellige elektrodeladninger. Hvis det i slike områder er s alt ellersure løsninger, så dannes et galvanisk par, der anodefunksjonen utføres av et element med lav elektrodeladning. Følgelig gjør et høyt potensial metallet til en katode.
Det er viktig å merke seg at både aldring og korrosjon av metall kan oppstå selv uten sterke sentralstimulerende midler. For elektrokjemisk rusting er minimal eksponering for et surt miljø tilstrekkelig, som også kan være tilstede innendørs. Men oftest er slike prosesser utsatt for elementbasen til biler. Årsaken til elektrokjemisk korrosjon i slike situasjoner kan være tilstopping av forgasserdyser, drivstoffventiler, brudd på ledningene til elektrisk utstyrspar osv.
korrosjonskontrolltiltak
Det meste verneutstyret er et ytre belegg, hvorfra ødeleggelsen av strukturen begynner. For dette kan spesielle belegg, maling, pulver, emaljer og lakksammensetninger brukes. En effektiv barriere mot korrosjonsskader dannes også ved forgalvaniseringsmetoder før en konstruksjon eller del settes i drift.
Mer seriøs forberedelse innebærer også legering. Spesielt en slik modifikasjon av strukturen kan endre aldringshastigheten til metallet, både oppover og nedover. Det er også spesielle høyteknologiske metoder som brukes i produksjon og industri. Disse inkluderer phaoliting, avlufting og gass termisk behandling.
Konklusjon
De oppførte destruksjonsprosessene og endringer i strukturen til metaller er bare en del av de fenomenene som kan påvirke materialets egenskaper. En spesiell plass blant dem er okkupert av effekten av tretthet. Dette er en prosess der gradvis akkumulert skade forårsaker en økning i stress i strukturen, som deretter fører til tap av driftsegenskaper. Men i motsetning til aldring av metall, er utmattelsen nesten alltid forårsaket av ytre fysiske påvirkninger.
For å sikre at ingen av de betraktede prosessene har en negativ innvirkning på den strukturelle stabiliteten til produktet, er det nødvendig å først vurdere dets følsomhet for påvirkning av visse faktorer. For dette utvikler teknologer spesielle metoder for å overvåke arbeidsstykker, som indikerer deres svake og sterke tekniske og fysiske egenskaper for designmaterialer.
