Salah satu bahan yang paling biasa digunakan dalam industri dan pembinaan ialah logam. Walaupun dengan latar belakang kemunculan gentian kaca dan komposit teknologi, gabungan unik sifat prestasinya tidak kehilangan kaitannya. Walau bagaimanapun, faktor seperti penuaan logam, kesan keletihan, kakisan dan proses degradasi lain mengehadkan penggunaannya, memaksa ahli teknologi mencari cara untuk meningkatkan ketahanan struktur.
Proses penuaan
Penuaan aloi logam dan unsur tulen difahami sebagai perubahan dalam prestasinya. Dari masa ke masa, reka bentuk dan bahagian berubah dalam strukturnya, yang dicerminkan dalam prestasi. Adalah dipercayai bahawa proses penuaan logam mempunyai akibat negatif, walaupun ia juga menyebabkan peningkatan dalam sifat teknikal dan fizikal tertentu yang berguna. Sebagai contoh, kekerasan bahan meningkat, walaupun kerapuhan juga meningkat secara selari. Walau apa pun, perubahan dalam struktur menyimpang daripada prestasi yang dijangkakan, contohnya, semasa membangunkan bangunan atau projek kejuruteraan.
Masa adalah punca utama penuaan, tetapi bukan satu-satunya. Keadaan luaran boleh memainkan peranan penting dalam proses ini.terutamanya persekitaran agresif kimia di mana bahan itu bersentuhan. Di bawah keadaan operasi biasa, penuaan mekanikal perlahan logam berlaku, yang terhadapnya atom produk mengalami resapan.
Penuaan buatan
Memandangkan proses ini tidak selalu membawa kepada kehilangan sepenuhnya nilai operasi bahan, dan juga menyumbang kepada pertumbuhan beberapa kualiti, penuaan buatan sering digunakan. Sebagai contoh, teknik ini digunakan pada aloi aluminium dan titanium untuk meningkatkan kekuatannya. Kesan ini dicapai melalui rawatan haba. Jika penuaan semula jadi logam boleh berlaku dengan sangat perlahan walaupun pada suhu bilik biasa, maka proses buatan memerlukan pengerasan khas. Tetapi adalah penting untuk mengambil kira perbezaan asas antara kaedah ini dan teknologi pembajaan logam. Penuaan dalam keadaan yang dicipta secara buatan menyebabkan peningkatan kekerasan dan kekuatan, tetapi juga menyumbang kepada penurunan kemuluran.
Langkah-langkah untuk mencegah penuaan
Pada dasarnya, proses ini tidak boleh dihentikan. Tetapi agak mungkin untuk memperlahankannya atau menghapuskan faktor-faktor yang merangsang penuaan, dengan tahap kejayaan yang berbeza-beza. Sebagai contoh, dalam sesetengah industri, logam struktur individu dirawat secara berkala dengan penyelesaian pelindung dan pengilat, yang meminimumkan kesan faktor operasi negatif - kimia, suhu, mekanikal, dll. Bagi memperlahankan kesan penuaan logam di bawah keadaan operasi biasa, dalamBergantung pada jenis struktur atau bahagian, rawatan haba yang sama boleh digunakan. Jurukimpal, sebagai contoh, mendedahkan jahitan kepada suhu tinggi pada 600-650 °C. Teknik ini lebih mirip dengan pembajaan logam, tetapi ia juga mengurangkan keamatan penuaan.
Kakisan kimia
Proses pengaratan lebih berbahaya bagi logam dari segi perubahan kualiti teknikal dan fizikal. Hakisan boleh berlaku di bawah pengaruh pengaruh kimia atau elektrokimia pada struktur. Dan jika penuaan logam adalah perlahan, maka kadar penyebaran karat boleh menjadi sangat tinggi bergantung pada keadaan luaran.
Proses kakisan kimia biasanya berlaku dalam kes di mana logam bersentuhan langsung dengan larutan asid, media gas, garam dan alkali. Ini adalah penggalak kakisan paling aktif yang selalu ditemui di alam sekitar, tetapi dalam bentuk yang berbeza. Akhirnya, lapisan rapuh dan longgar terbentuk pada kawasan yang terjejas, yang kehadirannya mengurangkan ketahanan bahan.
Kakisan elektrik
Dalam kes ini, terdapat proses interaksi spontan produk logam dengan medium elektrolitik. Terhadap latar belakangnya, bahagian itu mengalami pengoksidaan, dan komponen aktif cecair dipulihkan. Proses sedemikian boleh berlaku pada titik sentuhan antara aloi yang mempunyai cas elektrod yang berbeza. Jika di kawasan tersebut terdapat garam ataularutan asid, maka pasangan galvanik terbentuk, di mana fungsi anod dilakukan oleh unsur dengan cas elektrod yang rendah. Oleh itu, potensi yang tinggi menjadikan logam sebagai katod.
Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa kedua-dua penuaan dan kakisan logam boleh berlaku walaupun tanpa perangsang yang kuat. Untuk pengaratan elektrokimia, pendedahan minimum kepada persekitaran berasid adalah mencukupi, yang juga boleh wujud di dalam rumah. Tetapi selalunya proses sedemikian tertakluk kepada asas elemen kereta. Punca kakisan elektrokimia dalam situasi sedemikian boleh menjadi penyumbatan jet karburetor, injap bahan api, pelanggaran dalam pendawaian pasangan peralatan elektrik, dsb.
Langkah kawalan kakisan
Kebanyakan peralatan pelindung ialah salutan luar, dari mana pemusnahan struktur bermula. Untuk ini, salutan khas, cat, serbuk, enamel dan komposisi varnis boleh digunakan. Penghalang yang berkesan terhadap kerosakan kakisan juga dibentuk dengan kaedah pra-galvani sebelum meletakkan struktur atau bahagian dalam operasi.
Penyediaan yang lebih serius juga melibatkan pengaloian. Pengubahsuaian struktur sedemikian, khususnya, boleh mengubah kadar penuaan logam, baik ke atas dan ke bawah. Terdapat juga kaedah berteknologi tinggi khas yang digunakan dalam pengeluaran dan industri. Ini termasuk phaoliting, penyahudaraan dan rawatan terma gas.
Kesimpulan
Proses pemusnahan dan perubahan dalam struktur logam yang disenaraikan hanyalah sebahagian daripada fenomena yang boleh menjejaskan ciri bahan. Tempat yang istimewa di kalangan mereka diduduki oleh kesan keletihan. Ini adalah proses di mana kerosakan terkumpul secara beransur-ansur menyebabkan peningkatan tekanan dalam struktur, yang seterusnya membawa kepada kehilangan sifat operasi. Tetapi tidak seperti penuaan logam, keletihannya hampir selalu disebabkan oleh pengaruh fizikal luaran.
Untuk memastikan tiada proses yang dipertimbangkan mempunyai kesan negatif terhadap kestabilan struktur produk, adalah perlu untuk menilai pada mulanya kecenderungannya terhadap pengaruh faktor tertentu. Untuk ini, ahli teknologi membangunkan kaedah khas untuk memantau bahan kerja, menunjukkan kualiti teknikal dan fizikal mereka yang lemah dan kuat untuk bahan reka bentuk.
