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Metallermüdung: Was ist das und wie kann man dem widerstehen?

Sehr oft ist die Fehlerursache vielfältigTechnik ist Metallermüdung. Darüber hinaus kann dies nicht nur nach einem Langzeitbetrieb geschehen, sondern auch zu Beginn des Betriebs der Ausrüstung oder des Fahrzeugs. Der Grund dafür sind die periodischen dynamischen Belastungen, denen eine einzelne Einheit oder ein Teil nicht nur während der Ausführung ihrer Hauptfunktion, sondern auch während des Herstellungsprozesses ausgesetzt ist. Infolgedessen beginnt das Material zu zerfallen, selbst wenn der Spannungswert seine endgültige Festigkeit nicht erreicht hat.

Müdigkeit ist im Wesentlichen eine Veränderung des GrundlegendenMetalleigenschaften (mechanisch und physikalisch) unter dem Einfluss von zyklischen Spannungen und Verformungen. Dies bringt strukturelle Änderungen im Material mit sich, die auf Makro- und Mikroebene auftreten und weitgehend von den Anfangseigenschaften und den Bedingungen für die Herstellung des Teils bestimmt werden.

Um die Tendenz des Metalls dazu zu charakterisierenDie Art der Zerstörung ist ein Begriff wie Ausdauergrenze. Dieser Parameter entspricht numerisch dem Wert der maximalen Spannung, der das Material für 10.000.000 oder mehr Zyklen, dh während der angegebenen Ladezeit, standhalten kann.

Metallermüdung tritt nicht sofort und indas ist seine Hauptgefahr. Es dauert einige Zeit, bis die notwendigen Änderungen am Material vorgenommen werden, die höchstwahrscheinlich in keiner Weise äußerlich erscheinen. Ihr Charakter wird maßgeblich von den Anfangseigenschaften des Metalls, dem Spannungszustand, der spezifischen Belastung und dem Einfluss der äußeren Umgebung bestimmt. Bis zu einem gewissen Punkt sind alle laufenden Phänomene reversibel. Mit der Zeit nimmt die Bruchfestigkeit jedoch allmählich ab und es treten sogenannte Ermüdungsschäden auf.

In der ersten Phase beginnt die Metallermüdungmanifestiert sich auf struktureller Ebene, wenn Mikrorisse entlang der Grenzen von Körnern und anderen Komponenten auftreten, die sich bei anschließender Belastung der Struktur in Makrorisse verwandeln. Dies wird wiederum zum Hauptgrund für die endgültige Zerstörung eines Strukturelements während des Betriebs oder einer Probe während mechanischer Tests.

Die Ermüdung von Metallen ist am offensichtlichstenist durch die gleichnamige Kurve gekennzeichnet, die die entsprechende Beziehung zwischen der Anzahl der von der Probe getesteten Belastungszyklen und den Schadensstadien vom Moment der Rissinitiierung bis zur endgültigen Zerstörung des Forschungsobjekts widerspiegelt. In Anbetracht der Tatsache, dass Ermüdungsphänomene zunächst an Stellen mit strukturellen Unvollkommenheiten auftreten, deren Verteilung wahrscheinlich ist, folgen die Ermüdungseigenschaften denselben Gesetzen. Die Tests werden am häufigsten an einem rotierenden Prüfling durchgeführt, auf den eine konstante Biegebelastung ausgeübt wird.

Die Metallermüdung wird weitgehend durch die Bedingungen bestimmtBetrieb einer bestimmten Struktur. Das Vorhandensein eines aktiven Mediums und einer ausreichend hohen Temperatur kann die im Material auftretenden negativen Prozesse erheblich beschleunigen. Die Beständigkeit des Materials wird bei Vorhandensein verschiedener struktureller Inhomogenitäten, Vorhandensein nichtmetallischer Einschlüsse, ungleichmäßiger Verteilung der Legierungselemente sowie unzureichender Oberflächenreinheit erheblich verringert. Um dies zu verhindern, können Sie auf verschiedene Oberflächenbehandlungen zurückgreifen, die Druckeigenspannungen in der oberen Materialschicht erzeugen können. Zu diesem Zweck wird meistens eine Diffusionssättigung durchgeführt, eine Kaltverfestigung oder eine Oberflächenhärtung wird auf verschiedene Arten durchgeführt, beispielsweise durch Laserhärten.