Արդյունաբերության և շինարարության մեջ օգտագործվող ամենատարածված նյութերից մեկը մետաղն է: Նույնիսկ տեխնոլոգիական ապակեպլաստե և կոմպոզիտների առաջացման ֆոնի վրա, նրա կատարողական հատկությունների յուրահատուկ համակցությունները չեն կորցնում իրենց արդիականությունը: Այնուամենայնիվ, այնպիսի գործոններ, ինչպիսիք են մետաղի ծերացումը, հոգնածության հետևանքները, կոռոզիան և այլ քայքայման գործընթացները սահմանափակում են դրա կիրառությունը՝ ստիպելով տեխնոլոգներին փնտրել կառուցվածքի ամրությունը բարձրացնելու ուղիներ։
Ծերացման գործընթացը
Մետաղների համաձուլվածքների և մաքուր տարրերի ծերացումը հասկացվում է որպես դրանց կատարողականի փոփոխություն: Ժամանակի ընթացքում դիզայնը և մասերը փոխվում են իրենց կառուցվածքում, ինչը արտացոլվում է կատարողականության մեջ: Ենթադրվում է, որ մետաղի ծերացման գործընթացը բացասական հետևանքներ է ունենում, թեև այն նաև առաջացնում է որոշակի օգտակար տեխնիկական և ֆիզիկական հատկությունների աճ: Օրինակ՝ նյութի կարծրությունը մեծանում է, թեև զուգահեռաբար մեծանում է նաև փխրունությունը։ Ամեն դեպքում, կառուցվածքի փոփոխությունը շեղվում է այն կատարողականից, որն ակնկալվում է, օրինակ, շենք կամ ինժեներական նախագիծ մշակելիս:
Ժամանակը ծերացման հիմնական պատճառն է, բայց ոչ միակը։ Արտաքին պայմանները կարող են էական դեր խաղալ այս գործընթացում։հատկապես քիմիական ագրեսիվ միջավայրերը, որոնց հետ նյութը շփվում է: Նորմալ աշխատանքային պայմաններում տեղի է ունենում մետաղի դանդաղ մեխանիկական ծերացում, որի դեմ արտադրանքի ատոմները ենթարկվում են դիֆուզիայի։
Արհեստական ծերացում
Քանի որ այս գործընթացը միշտ չէ, որ հանգեցնում է նյութի գործառնական արժեքի ամբողջական կորստի, ինչպես նաև նպաստում է որոշ որակների աճին, հաճախ օգտագործվում է արհեստական ծերացում։ Օրինակ, այս տեխնիկան կիրառվում է ալյումինի և տիտանի համաձուլվածքների վրա՝ դրանց ամրությունը մեծացնելու նպատակով: Այս ազդեցությունը ձեռք է բերվում ջերմային բուժման միջոցով: Եթե մետաղի բնական ծերացումը կարող է շատ դանդաղ տեղի ունենալ նույնիսկ նորմալ սենյակային ջերմաստիճանում, ապա արհեստական գործընթացը պահանջում է հատուկ կարծրացում։ Բայց կարևոր է հաշվի առնել այս մեթոդի և մետաղի կոփման տեխնոլոգիայի հիմնարար տարբերությունը: Արհեստականորեն ստեղծված պայմաններում ծերացումը հանգեցնում է կարծրության և ամրության բարձրացմանը, բայց նաև նպաստում է ճկունության նվազմանը։
Ծերացումը կանխարգելող միջոցառումներ
Սկզբունքորեն այս գործընթացը հնարավոր չէ կանգնեցնել։ Բայց միանգամայն հնարավոր է դանդաղեցնել այն կամ վերացնել ծերացումը խթանող գործոնները՝ տարբեր աստիճանի հաջողությամբ։ Օրինակ, որոշ արդյունաբերություններում առանձին կառույցների մետաղները պարբերաբար մշակվում են պաշտպանիչ լուծույթներով և փայլեցնող նյութերով, որոնք նվազագույնի են հասցնում գործառնական բացասական գործոնների ազդեցությունը` քիմիական, ջերմաստիճան, մեխանիկական և այլն: Ինչ վերաբերում է նորմալ աշխատանքային պայմաններում մետաղի ծերացման ազդեցության դանդաղեցմանը:, մեջԿախված կառուցվածքի կամ մասի տեսակից, կարող է կիրառվել նույն ջերմային բուժումը: Եռակցողները, օրինակ, 600-650 °C բարձր ջերմաստիճանի տակ են դնում կարերը: Այս տեխնիկան ավելի շատ նման է մետաղի կոփմանը, սակայն այն նաև նվազեցնում է ծերացման ինտենսիվությունը:
Քիմիական կոռոզիա
Ժանգոտման պրոցեսն առավել վտանգավոր է մետաղների համար՝ տեխնիկական և ֆիզիկական որակների փոփոխության առումով. Կոռոզիան կարող է առաջանալ կառուցվածքի վրա քիմիական կամ էլեկտրաքիմիական ազդեցության տակ: Իսկ եթե մետաղի ծերացումը դանդաղ է ընթանում, ապա ժանգի տարածման արագությունը կարող է շատ բարձր լինել՝ կախված արտաքին պայմաններից։
Քիմիական կորոզիայի պրոցեսները սովորաբար տեղի են ունենում այն դեպքերում, երբ մետաղը անմիջական շփման մեջ է թթվային լուծույթների, գազային միջավայրերի, աղերի և ալկալիների հետ: Սրանք կորոզիայի ամենաակտիվ խթանիչներն են, որոնք միշտ հայտնաբերվում են շրջակա միջավայրում, բայց տարբեր ձևերով: Ի վերջո, տուժած տարածքի վրա ձևավորվում է փխրուն և չամրացված շերտ, որի առկայությունը նվազեցնում է նյութի ամրությունը։
Էլեկտրական կոռոզիա
Այս դեպքում տեղի է ունենում մետաղական արտադրանքի ինքնաբուխ փոխազդեցության գործընթաց էլեկտրոլիտիկ միջավայրի հետ: Դրա ֆոնին հատվածը ենթարկվում է օքսիդացման, և հեղուկ ակտիվ բաղադրիչը վերականգնվում է։ Նման գործընթացները կարող են տեղի ունենալ համաձուլվածքների շփման կետերում, որոնք ունեն տարբեր էլեկտրոդների լիցքեր: Եթե նման տարածքներում կան աղ կամթթվային լուծույթներ, ապա առաջանում է գալվանական զույգ, որում անոդի ֆունկցիան կատարում է էլեկտրոդի ցածր լիցք ունեցող տարրը։ Համապատասխանաբար, բարձր պոտենցիալը մետաղը դարձնում է կաթոդ։
Կարևոր է նշել, որ մետաղի և՛ ծերացումը, և՛ կոռոզիան կարող են առաջանալ նույնիսկ առանց ուժեղ խթանիչների: Էլեկտրաքիմիական ժանգոտման համար բավարար է թթվային միջավայրի նվազագույն ազդեցությունը, որը կարող է առկա լինել նաև ներսում: Բայց ամենից հաճախ նման գործընթացները ենթարկվում են մեքենաների տարրական բազային: Նման իրավիճակներում էլեկտրաքիմիական կոռոզիայի պատճառը կարող է լինել կարբյուրատորի շիթերի, վառելիքի փականների խցանումը, էլեկտրական սարքավորումների զույգերի լարերի անսարքությունները և այլն:
Կոռոզիայի դեմ պայքարի միջոցներ
Պաշտպանիչ սարքավորումների մեծ մասը արտաքին ծածկույթ է, որից սկսվում է կառուցվածքի քայքայումը։ Դրա համար կարող են օգտագործվել հատուկ ծածկույթներ, ներկեր, փոշիներ, էմալներ և լաքի կոմպոզիցիաներ։ Կոռոզիայից վնասի դեմ արդյունավետ պատնեշ է ձևավորվում նաև նախնական ցինկապատման մեթոդներով, նախքան կառույցը կամ մասի շահագործման հանձնելը:
Ավելի լուրջ պատրաստումը ներառում է նաև համաձուլում: Կառուցվածքի նման մոդիֆիկացիան, մասնավորապես, կարող է փոխել մետաղի ծերացման արագությունը՝ ինչպես վերև, այնպես էլ ներքև։ Կան նաև հատուկ բարձր տեխնոլոգիական մեթոդներ, որոնք օգտագործվում են արտադրության և արդյունաբերության մեջ։ Դրանք ներառում են ֆաոլիտացում, օդազերծում և գազային ջերմամշակում:
Եզրակացություն
Մետաղների ոչնչացման և կառուցվածքի փոփոխության թվարկված գործընթացները միայն այն երևույթների մի մասն են, որոնք կարող են ազդել նյութի բնութագրերի վրա։ Նրանց մեջ առանձնահատուկ տեղ է զբաղեցնում հոգնածության ազդեցությունը։ Սա մի գործընթաց է, որի ժամանակ աստիճանաբար կուտակված վնասը հանգեցնում է կառուցվածքի սթրեսի ավելացմանը, ինչը հետագայում հանգեցնում է գործառնական հատկությունների կորստի: Բայց ի տարբերություն մետաղի ծերացման, նրա հոգնածությունը գրեթե միշտ պայմանավորված է արտաքին ֆիզիկական ազդեցություններով։
Ապահովելու համար, որ դիտարկված գործընթացներից և ոչ մեկը բացասական ազդեցություն չի թողնում արտադրանքի կառուցվածքային կայունության վրա, անհրաժեշտ է ի սկզբանե գնահատել դրա զգայունությունը որոշակի գործոնների ազդեցության նկատմամբ: Դրա համար տեխնոլոգները մշակում են աշխատանքային մասերի մոնիտորինգի հատուկ մեթոդներ՝ նշելով դրանց թույլ և ուժեղ տեխնիկական և ֆիզիկական որակները նախագծային նյութերի համար:
