I. A fémanyag meghibásodásának meghatározása és osztályozása
Fémanyag meghibásodása a felhasználási folyamatra utal, számos tényező miatt, aminek következtében a fémanyagok nem tud továbbra is megfelelni a tervezési funkciójának vagy az állam teljesítményének követelményeinek. Ezt a hibát számos ok okozhatja, például az anyag fizikai tulajdonságainak romlása, kémiai korrózió, mechanikai sérülések stb.
Törés: Az anyag deformációjának nagysága szerint a törés tovább osztható képlékeny törésre és rideg törésre. A képlékeny törésnek jelentős alakváltozási folyamata lesz, mielőtt a rideg törés hirtelen bekövetkezne, nincs nyilvánvaló mértékű deformáció, és ezért nagyobb romboló erőt okoz. A gyakori töréstípusok közé tartozik a kifáradási törés és a statikus terhelési törés is, ahol a kifáradási törés az anyag hosszan tartó feszültségciklusos műveletek során bekövetkező törése, míg a statikus terhelés miatti törés statikus terhelés hatására.
Kopás és szakadás:kopás miatt öntvények nagy sebességű, vibráció, túlterhelés és egyéb üzemi körülmények között, a munka a mechanikai felület súrlódása egymás között, és vezet anyagi kopás, majd az anyag meghibásodása. A kopás különböző típusokra osztható, mint például a kopás, a tapadó kopás, a kifáradás, a korrozív kopás vagy a mikromozgásos kopás. A gépekben a kopás az egyik leggyakoribb kopási forma.
Korrózió:A korrózió olyan kémiai vagy elektrokémiai reakció, amely akkor következik be, amikor egy fémanyag érintkezik a környező közeggel, és az anyag tulajdonságainak romlását vagy tönkremenetelét eredményezi. A korrózió teljes korrózióra és helyi korrózióra osztható, amelyek közül a helyi korrózió gyakoribb, ideértve a feszültségkorróziót, a póruskorróziót, a szemcseközi korróziót és sok más típust.
A fémanyagok meghibásodása nemcsak a termék hatékonyságát csökkenti, hanem a személyzet biztonságát is veszélyeztetheti. Ezért nagy jelentőséggel bír a fémanyagok meghibásodási elemzése, amely azonosíthatja a meghibásodás okait, és hatékony megoldásokat javasolhat a termékek minőségének és versenyképességének javítására.
II. A fémanyagok meghibásodásának okai
1. Anyagi belső hibák
Zsugorodás és lazulás
Meghatározás: A zsugorodás a fém a kondenzációs folyamatban, amely a tömbben vagy az öntvény szívében csőszerű (vagy kiszélesedő) vagy szórt lyukak képződése miatti térfogat-összehúzódás miatt következik be. Laza van a gyors hűtési körülmények között, bár a nagy zsugorodási lyukak elkerülése érdekében, de a folyékony fém és a szilárd fém közötti térfogatkülönbség továbbra is sok kis zsugorodási lyukhoz vezet a fémben.
Hatásai: Jelentősen csökkenti az anyag mechanikai tulajdonságait, kifáradás forrásává válhat, ami töréshez vezet, és befolyásolja az anyag korrózióállóságát.
elkülönítés
Definíció: az öntvények egyenetlen kémiai összetételének jelensége, amely mikroszkopikus szegregációra (pl. intrakristályos szegregáció) és makroszkopikus szegregációra (pl. sűrűségi szegregáció) oszlik.
Hatás: az öntvények egyenetlen teljesítményéhez vezethet, súlyos esetek selejtet okoznak.
Befoglalás
Meghatározás: fém vagy nemfémes anyag, amely világos határfelülettel rendelkezik a mátrixszal. A természet szerint fémzárványokra és nemfémes zárványokra osztható.
Hatás: befolyásolja az anyag mechanikai tulajdonságait, növeli a repedések kockázatát.
Buborékok
Definíció: a fém olvadt állapotban nagyszámú gázt képes feloldani, a kondenzációs folyamatban a csökkent oldhatóság és a gáz felszabadulása miatt a fém belső gázbuborékok képződésében.
Hatások: Csökkenti a fémöntvény effektív keresztmetszetét, csökkenti az anyag szilárdságát és repedésekhez vezethet.
Tervezési hibák
Indokolatlan szerkezeti tervezés: például feszültségkoncentrációs területek megléte a teherhordó részeken, a nem megfelelő tervezés, ami meghibásodáshoz vezet.
Nem megfelelő anyagválasztás: az anyagok kiválasztása nem megfelelő szabványoknak, vagy az anyag teljesítményének elégtelen megértése, ami azt eredményezi, hogy az anyag nem tud megfelelni a követelményeknek.
Feldolgozási hibák
A hőkezelés hibái
Ilyenek: Repedések oltása, repedések temperálása.
Hatás: csökkenti az anyag szilárdságát és szívósságát, növeli a törés kockázatát.
Hidegfeldolgozási fröccsöntési hibák
Ilyenek: köszörülési hibák, vágási hibák, hidegfejezési hibák.
Hatás: befolyásolja az anyag felületi minőségét és méretpontosságát, csökkenti az anyag általános teljesítményét.
Hibák a használat során
Túlterhelési feszültség: az anyag a használat során túlzott külső igénybevételnek van kitéve, ami deformációt vagy törést eredményez.
Korrózió: a nedvességben, magas hőmérsékleten, savas és lúgos, valamint más durva környezetben lévő anyagok korróziója, ami a teljesítmény romlását eredményezi.
Fáradtság: váltakozó terhelés hatására, bizonyos ideig tartó kifáradási törés után.
Környezeti tényezők
Hőmérséklet: a magas hőmérsékletű környezet az anyag oxidációjához, lágyulásához, szilárdságának és keménységének csökkenéséhez vezethet.
Közeg: adott közegkörnyezet felgyorsíthatja az anyag korróziós folyamatát.
Páratartalom: A levegőben lévő túlzott nedvesség hatására az anyagok felszívhatják a vizet, ami duzzadáshoz, vetemedéshez, sőt penész- vagy penészgomba kialakulásához vezethet. Ez különösen káros lehet az elektronikus alkatrészekre, ahol a nedvesség rövidzárlatot és maradandó károsodást okozhat.
UV-sugárzás: A napfényből származó ultraibolya (UV) sugárzásnak való hosszan tartó expozíció számos anyagot leronthat, amitől azok törékennyé válnak, elveszítik színüket és szerkezeti integritásukat. Ez különösen igaz a műanyagokra, festékekre és textíliákra.
Vegyi expozíció: Az agresszív vegyi anyagokkal való érintkezés számos reakcióhoz vezethet, beleértve az anyag feloldódását, elszíneződését és kémiai lebomlását. Ez gyakori probléma ipari környezetben, ahol az anyagok savakkal, bázisokkal, oldószerekkel vagy más reakcióképes anyagokkal érintkezhetnek.