Et af de mest almindelige materialer, der bruges i industri og byggeri, er metal. Selv på baggrund af fremkomsten af teknologisk glasfiber og kompositter mister dens unikke kombinationer af ydeevneegenskaber ikke deres relevans. Faktorer som metalældning, træthedseffekter, korrosion og andre nedbrydningsprocesser begrænser dets anvendelse, hvilket tvinger teknologer til at lede efter måder at øge strukturens holdbarhed på.
Aldningsprocessen
Ældningen af metallegeringer og rene elementer forstås som en ændring i deres ydeevne. Over tid ændrer design og dele deres struktur, hvilket afspejles i ydeevnen. Det menes, at metalældningsprocessen har negative konsekvenser, selvom det også forårsager en stigning i visse nyttige tekniske og fysiske egenskaber. Eksempelvis øges materialets hårdhed, selvom skørheden også øges parallelt. Under alle omstændigheder afviger strukturændringen fra den præstation, der forventes, for eksempel ved udvikling af et bygge- eller ingeniørprojekt.
Tid er hovedårsagen til aldring, men ikke den eneste. Ydre forhold kan spille en væsentlig rolle i denne proces.især kemisk aggressive miljøer, som materialet kommer i kontakt med. Under normale driftsforhold sker der en langsom mekanisk ældning af metallet, mod hvilken produktets atomer undergår diffusion.
Kunstig aldring
Da denne proces ikke altid fører til et fuldstændigt tab af materialets driftsværdi og også bidrager til væksten af nogle kvaliteter, bruges kunstig ældning ofte. For eksempel anvendes denne teknik på aluminium og titanlegeringer for at øge deres styrke. Denne effekt opnås gennem varmebehandling. Hvis metallets naturlige ældning kan ske meget langsomt selv ved normal stuetemperatur, kræver den kunstige proces en særlig hærdning. Men det er vigtigt at tage højde for den grundlæggende forskel mellem denne metode og metalhærdningsteknologi. Ældning under kunstigt skabte forhold forårsager en stigning i hårdhed og styrke, men bidrager også til et fald i duktilitet.
Foranst altninger til at forhindre aldring
I princippet kan denne proces ikke stoppes. Men det er ganske muligt at bremse det eller eliminere de faktorer, der stimulerer aldring, med varierende grad af succes. For eksempel i nogle industrier behandles metaller af individuelle strukturer periodisk med beskyttende opløsninger og polermidler, som minimerer virkningen af negative driftsfaktorer - kemiske, temperatur, mekaniske osv. Med hensyn til at bremse effekten af metalældning under normale driftsforhold, iAfhængigt af typen af struktur eller del kan den samme varmebehandling anvendes. Svejsere udsætter for eksempel sømme for høje temperaturer ved 600-650 °C. Denne teknik minder mere om metalhærdning, men den reducerer også intensiteten af aldring.
Kemisk korrosion
Rustningsprocessen er mere farlig for metaller i form af ændringer i tekniske og fysiske kvaliteter. Korrosion kan forekomme under påvirkning af kemisk eller elektrokemisk påvirkning af strukturen. Og hvis ældningen af metallet er langsom, så kan rustudbredelseshastigheden være meget høj afhængig af de ydre forhold.
Kemiske korrosionsprocesser finder norm alt sted i tilfælde, hvor metallet er i direkte kontakt med sure opløsninger, gasformige medier, s alte og alkalier. Disse er de mest aktive korrosionsfremmere, der altid findes i miljøet, men i forskellige former. I sidste ende dannes der et sprødt og løst lag på det berørte område, hvis tilstedeværelse reducerer materialets holdbarhed.
Elektrisk korrosion
I dette tilfælde er der en proces med spontan interaktion mellem metalprodukter og det elektrolytiske medium. På dens baggrund gennemgår delen oxidation, og den flydende aktive komponent genoprettes. Sådanne processer kan forekomme ved kontaktpunkterne mellem legeringer, der har forskellige elektrodeladninger. Hvis der i sådanne områder er s alt elsure opløsninger, så dannes et galvanisk par, hvor anodefunktionen udføres af et grundstof med lav elektrodeladning. Derfor gør et højt potentiale metallet til en katode.
Det er vigtigt at bemærke, at både ældning og korrosion af metal kan forekomme selv uden stærke stimulanser. For elektrokemisk rustning er minimal eksponering for et surt miljø tilstrækkeligt, som også kan være til stede indendørs. Men oftest er sådanne processer udsat for elementbasen af biler. Årsagen til elektrokemisk korrosion i sådanne situationer kan være tilstopning af karburatordyser, brændstofventiler, brud på ledningerne til elektrisk udstyrspar osv.
Korrosionskontrolforanst altninger
Det meste beskyttelsesudstyr er en ydre belægning, hvorfra ødelæggelsen af strukturen begynder. Til dette kan specielle belægninger, maling, pulvere, emaljer og laksammensætninger anvendes. En effektiv barriere mod korrosionsskader dannes også ved forgalvaniseringsmetoder, før en struktur eller del tages i brug.
Mere seriøs forberedelse involverer også legering. En sådan ændring af strukturen kan især ændre ældningshastigheden af metallet, både opad og nedad. Der er også særlige højteknologiske metoder, der anvendes i produktion og industri. Disse omfatter phaoliting, afluftning og gas termisk behandling.
Konklusion
De anførte destruktionsprocesser og ændringer i metallers struktur er kun en del af de fænomener, der kan påvirke materialets egenskaber. Et særligt sted blandt dem er optaget af virkningen af træthed. Dette er en proces, hvor gradvist akkumulerede skader forårsager en stigning i spændingen i strukturen, hvilket efterfølgende fører til tab af driftsegenskaber. Men i modsætning til ældning af metal er dets træthed næsten altid forårsaget af ydre fysiske påvirkninger.
For at sikre, at ingen af de overvejede processer har en negativ indvirkning på produktets strukturelle stabilitet, er det nødvendigt indledningsvist at vurdere dets modtagelighed for påvirkningen af visse faktorer. Til dette udvikler teknologer specielle metoder til overvågning af emner, hvilket angiver deres svage og stærke tekniske og fysiske egenskaber for designmaterialer.
