Coroziunea și îmbătrânirea metalului

Una dintre cele mai frecvente materiale utilizate în industrie și construcții este metalul. Chiar și pe fondul apariției fibrei de sticlă și a compozitelor tehnologice, combinațiile sale unice de proprietăți operaționale nu pierd relevanță. Cu toate acestea, factori precum îmbătrânirea metalelor, efectul de oboseală, coroziunea și alte procese de fractură limitează utilizarea acestuia, forțând tehnologii să caute mijloace de îmbunătățire a stabilității structurii.

Procesul de îmbătrânire

Îmbătrânirea aliajelor metalice și a elementelor pure este înțeleasă ca o schimbare a performanței lor. În timp, structurile și piesele se schimbă în structura lor, ceea ce se reflectă în indicatorii de performanță. Se crede că procesul de îmbătrânire a metalului are consecințe negative, deși cauzează și creșterea anumitor proprietăți tehnice și fizice utile. De exemplu, duritatea materialului crește, deși fragilitatea crește și în paralel. În orice caz, modificarea structurii respinge caracteristicile de performanță care se calculează, de exemplu, atunci când se proiectează un proiect de construcție sau de proiectare.

Timpul este cauza principală a îmbătrânirii, dar nu și singura. Un rol semnificativ în acest proces poate fi jucat de condițiile externe și în special de mediile agresive chimice cu care materialul contactează. În condiții normale de funcționare, are loc o agitare mecanică lentă a metalului, împotriva căreia atomii articolului sunt difuzați.

Îmbătrânirea artificială

Deoarece acest proces nu duce întotdeauna la o pierdere totală a valorii operaționale a materialului și contribuie, de asemenea, la creșterea anumitor calități, îmbătrânirea artificială este adesea folosită. De exemplu, această tehnică se aplică aliajelor de aluminiu și titan pentru a le crește rezistența. Acest efect se realizează prin tratament termic. Dacă îmbătrânirea naturală a metalului poate apărea foarte încet, chiar și la temperatura camerei normale, atunci procesul artificial necesită o întărire specială. Dar este important să țineți cont de diferența fundamentală dintre această metodă și tehnologia de temperare a metalului. Îmbătrânirea în condițiile create artificial provoacă o creștere a durității și a rezistenței, dar contribuie și la o scădere a plasticității.

Prevenirea îmbătrânirii

În principiu, acest proces nu poate fi oprit. Dar încetinește-te sau excludeți factorii care stimulează îmbătrânirea, cu grade diferite de succes, este foarte posibil. De exemplu, în anumite metale industrii structuri individuale procesate periodic soluții de protecție și de lustruire care să minimizeze efectul factorilor de funcționare negativi - .. chimice, termice, mecanice, etc. În ceea ce privește încetinirea efectului îmbătrânirii metalului în timpul funcționării mediu normal, în funcție de tipul de poate fi folosit același tratament termic. Sudori, de exemplu, cusături de sudură la temperaturi ridicate la 600-650 ° C Această tehnică este mai strâns legată de eliberarea metalelor, dar, de asemenea, reduce intensitatea îmbătrânirii.

Coroziune chimică

Procesul de rugină este mai periculos pentru metale în ceea ce privește schimbarea calităților tehnice și fizice. Coroziunea poate apărea sub influența unui efect chimic sau electrochimic asupra structurii. Și dacă îmbătrânirea metalului este lentă, viteza de propagare a ruginei poate fi foarte ridicată în funcție de condițiile exterioare.

Procesele chimice de coroziune apar în mod obișnuit în cazurile în care metalul intră în contact direct cu soluții acide, medii gazoase, săruri și baze. Acestea sunt cele mai active stimulente pentru coroziune, care sunt întotdeauna în mediu, dar în diferite forme. În cele din urmă, se formează un strat fragil și slab în zona afectată, a cărui prezență reduce durabilitatea materialului.

Coroziunea electrotehnică

În acest caz, există un proces de interacțiune spontană a produselor metalice cu mediul electrolitic. Pe fondul său, partea este oxidată și componenta activă lichid este restabilită. Astfel de procese pot să apară la punctele de contact dintre aliajele în care există o încărcare diferită a electrodului. Dacă în astfel de zone există sare sau soluții acide, se formează o pereche galvanică în care un element cu încărcare cu electrod scăzut îndeplinește funcția de anod. În consecință, potențialul ridicat face ca metalul catodic.

Este important de observat că atât îmbătrânirea, cât și coroziunea metalică pot să apară chiar și fără stimulente puternice. Pentru ruginirea electrochimică este suficientă o expunere minimă la mediul acid, care poate fi prezentă și în spații închise. Dar, cel mai adesea, astfel de procese sunt supuse elementului de bază al mașinilor. Cauza coroziunii electrochimice în astfel de situații poate fi o înfundare a jeturilor de carburant, prezența supapelor de combustibil, perturbații în cablarea perechilor de echipamente electrice etc.

Măsuri de control al coroziunii

Majoritatea echipamentului de protecție este o acoperire externă, de unde începe distrugerea structurii. În acest scop pot fi utilizate acoperiri speciale, vopsele, pulberi, emailuri și lacuri. O barieră eficientă împotriva deteriorării coroziunii este formată prin metodele de galvanizare preliminară înainte ca proiectul sau piesa să fie pusă în funcțiune.

Formarea mai serioasă implică și dopajul. O astfel de modificare a structurii, în particular, poate schimba viteza de îmbătrânire a metalului, atât în ​​sus, cât și în jos. Există, de asemenea, metode speciale de înaltă tehnologie utilizate în industrie și în industrie. Acestea includ falsificarea, dezaerarea și tratamentul termic pe gaz.

concluzie

Procesele enumerate de distrugere și schimbări în structura metalelor sunt doar o parte a acelor fenomene care pot afecta caracteristicile materialului. Un loc special între ei este efectul oboselii. Acesta este un proces în care daunele treptat acumulate provoacă o creștere a stresului în structură, ceea ce duce ulterior la o pierdere a proprietăților operaționale. Dar, spre deosebire de îmbătrânirea metalului, oboseala lui este aproape întotdeauna cauzată de influențele fizice externe.

Pentru a se asigura că nici unul dintre procesele considerate nu are un efect negativ asupra stabilității structurale a produsului, acesta ar trebui să evalueze inițial susceptibilitatea sa la influența anumitor factori. În acest scop, tehnologii dezvoltă metode speciale de control al golurilor, indicând pentru materialele lor de proiect calitățile lor tehnice și fizice slabe și puternice.