Ett av de vanligaste materialensom används inom industri och konstruktion, är metall. Även mot bakgrund av framväxten av tekniskt avancerade glasfiber och kompositer förlorar dess unika kombinationer av prestandaegenskaper inte deras relevans. Ändå begränsar faktorer som åldring av metallen, effekten av trötthet, korrosion och andra sprickprocesser dess tillämpning, vilket tvingar tekniker att leta efter medel för att öka konstruktionens stabilitet.
Åldrande process
Åldrande metalllegeringar och renaelement förstås som en förändring i deras prestanda. Med tiden förändras strukturer och delar i sin struktur, vilket återspeglas i prestationsindikatorer. Man tror att metallens åldringsprocess har negativa konsekvenser, även om det också orsakar en ökning av vissa användbara tekniska och fysiska egenskaper. Exempelvis ökar materialets hårdhet även om sprödheten ökar. Hur som helst avvisar strukturförändringen prestanda som beräknas, till exempel när man utvecklar ett projekt för en byggnad eller teknik.
Tid är den främsta orsaken till åldrande, men inteden enda. En viktig roll i denna process kan spelas av yttre förhållanden, och särskilt av kemiskt aggressiva medier som materialet kommer i kontakt med. Under normala driftsförhållanden uppträder långsam mekanisk åldring av metallen, mot vilken produktens atomer genomgår diffusion.
Artificiell åldrande
Eftersom denna process inte alltid leder tillden fullständiga förlusten av materialets operativa värde och bidrar också till att vissa kvaliteter byggs upp används ofta konstgjord åldring. Till exempel tillämpas denna teknik på aluminium och titanlegeringar för att öka deras styrka. Denna effekt uppnås genom värmebehandling. Medan den naturliga åldringen av en metall kan inträffa mycket långsamt även vid normal rumstemperatur, kräver den artificiella processen speciell härdning. Men det är viktigt att ta hänsyn till den grundläggande skillnaden mellan denna metod och tekniken för metallhärdning. Åldrande under artificiella förhållanden leder till en ökning av hårdhet och styrka, men bidrar också till en minskning av duktilitet.
Anti-aging åtgärder
I princip kan inte denna process stoppas.Det är dock mycket möjligt att sakta ner det eller eliminera de faktorer som stimulerar åldrande med varierande grad av framgång. I vissa industrier behandlas exempelvis metaller av enskilda strukturer regelbundet med skyddslösningar och polermedel, vilket minimerar påverkan av negativa driftsfaktorer - kemiska, temperatur, mekaniska, etc. För att bromsa effekten av metallåldring under normala driftsförhållanden. beroende på typ kan samma värmebehandling appliceras på strukturer eller delar. Svetsare utsätter till exempel sömmar för hög temperatur vid 600-650 ° C. Denna teknik är närmare relaterad till anlöpningen av metaller, men den gör det också möjligt att minska intensiteten i åldrandet.
Kemisk korrosion
Rostprocessen är farligare för metaller medsynpunkter på förändrade tekniska och fysiska egenskaper. Korrosion kan uppstå genom kemisk eller elektrokemisk påverkan på en struktur. Och om metallens åldring är långsam kan rostens spridningshastighet vara mycket hög, beroende på yttre förhållanden.
Kemiska korrosionsprocesser har vanligtvisplaceras i fall där metallen är i direkt kontakt med sura lösningar, gasformiga medier, salter och alkalier. Dessa är de mest aktiva korrosionsstimulanserna, som alltid finns i miljön men i olika former. I slutändan bildas ett ömtåligt och löst skikt på det drabbade området, vars närvaro minskar materialets hållbarhet.
Elektroteknisk korrosion
I detta fall inträffar processenspontan interaktion av metallprodukter med en elektrolytisk miljö. Mot denna bakgrund genomgår delen oxidation och den flytande aktiva komponenten reduceras. Sådana processer kan inträffa vid kontaktpunkter mellan legeringar med olika elektrodladdningar. Om saltlösning eller sura lösningar finns i sådana områden, bildas ett galvaniskt par, i vilket ett element med låg elektrodladdning utför anodens funktion. Följaktligen gör den höga potentialen metallen till en katod.
Det är viktigt att notera att både åldrande och korrosionmetall kan förekomma även utan starka stimulanser. För elektrokemisk rostning räcker det med minimal exponering för en sur miljö, som också kan förekomma i slutna rum. Men oftast genomgår den grundläggande basen av bilar sådana processer. Orsaken till elektrokemisk korrosion i sådana situationer kan vara igensatta förgasarstrålar, fasta bränsleventiler, oegentligheter i ledningarna för par med elektrisk utrustning etc.
Åtgärder för korrosionskontroll
De flesta rättsmedel ärexterna beläggningar, från vilka förstörelsen av strukturen börjar. För detta kan speciella sprayer, färger och lacker, pulver, emaljer och lackkompositioner användas. En effektiv barriär mot korrosionsskador bildas också av förfarandena för förzinkning innan konstruktionen eller delen tas i drift.
Mer allvarlig förberedelse innebärlegering. En sådan modifiering av strukturen kan i synnerhet förändra metallens åldringshastighet, både uppåt och nedåt. Det finns också speciella högteknologiska metoder som används inom produktion och industri. Dessa inkluderar faolitisering, avluftning och termisk gasbehandling.
slutsats
De listade processerna för förstörelse och förändringmetallstrukturer är bara en del av dessa fenomen som kan påverka materialets egenskaper. Effekten av trötthet intar en speciell plats bland dem. Detta är en process där gradvis ackumulering av skador orsakar en ökning av spänningen i strukturen, vilket sedan leder till förlust av driftsegenskaper. Men till skillnad från metallåldring orsakas dess trötthet nästan alltid av yttre fysiska influenser.
Så att ingen av de övervägda processernahade en negativ inverkan på produktens strukturella stabilitet, bör du börja bedöma dess känslighet för påverkan av vissa faktorer. För detta utvecklar tekniker speciella metoder för att kontrollera ämnen, vilket indikerar deras svaga och starka tekniska och fysiska egenskaper för designmaterial.
