วัสดุที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรมและการก่อสร้างอย่างหนึ่งคือโลหะ แม้แต่กับพื้นหลังของการเกิดขึ้นของเทคโนโลยีไฟเบอร์กลาสและคอมโพสิต การผสมผสานที่เป็นเอกลักษณ์ของคุณสมบัติด้านประสิทธิภาพจะไม่สูญเสียความเกี่ยวข้อง อย่างไรก็ตาม ปัจจัยต่างๆ เช่น อายุของโลหะ ผลกระทบจากความล้า การกัดกร่อน และกระบวนการเสื่อมสภาพอื่นๆ นั้นจำกัดการใช้งาน ทำให้นักเทคโนโลยีต้องหาวิธีเพิ่มความทนทานของโครงสร้าง
กระบวนการชราภาพ
การเสื่อมสภาพของโลหะผสมและองค์ประกอบบริสุทธิ์ถือเป็นการเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพ เมื่อเวลาผ่านไป การออกแบบและชิ้นส่วนต่างๆ จะเปลี่ยนไปในโครงสร้าง ซึ่งสะท้อนให้เห็นในประสิทธิภาพการทำงาน เป็นที่เชื่อกันว่ากระบวนการชราของโลหะมีผลกระทบด้านลบ แม้ว่าจะทำให้เกิดคุณสมบัติทางเทคนิคและทางกายภาพที่มีประโยชน์เพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น ความแข็งของวัสดุเพิ่มขึ้น แม้ว่าความเปราะบางจะเพิ่มขึ้นในแบบคู่ขนาน ไม่ว่าในกรณีใด การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจะเบี่ยงเบนไปจากประสิทธิภาพที่คาดหวัง เช่น เมื่อพัฒนาโครงการอาคารหรือวิศวกรรม
เวลาเป็นสาเหตุหลักของความแก่ แต่ไม่ใช่สาเหตุเดียว สภาพภายนอกสามารถมีบทบาทสำคัญในกระบวนการนี้ได้โดยเฉพาะอย่างยิ่งสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์รุนแรงทางเคมีซึ่งวัสดุสัมผัสได้ ภายใต้สภาวะการทำงานปกติ โลหะจะมีอายุเชิงกลอย่างช้าๆ ซึ่งอะตอมของผลิตภัณฑ์จะเกิดการแพร่
อายุเทียม
เนื่องจากกระบวนการนี้ไม่ได้นำไปสู่การสูญเสียมูลค่าการดำเนินงานของวัสดุทั้งหมดเสมอไป และยังมีส่วนช่วยในการเจริญเติบโตของคุณภาพบางอย่าง จึงมักใช้อายุประดิษฐ์ ตัวอย่างเช่น เทคนิคนี้ใช้กับโลหะผสมอะลูมิเนียมและไทเทเนียมเพื่อเพิ่มความแข็งแรง ผลกระทบนี้เกิดขึ้นได้จากการอบชุบด้วยความร้อน หากการเสื่อมสภาพตามธรรมชาติของโลหะสามารถเกิดขึ้นได้ช้ามากแม้ที่อุณหภูมิห้องปกติ กระบวนการประดิษฐ์จะต้องผ่านการชุบแข็งเป็นพิเศษ แต่สิ่งสำคัญคือต้องคำนึงถึงความแตกต่างพื้นฐานระหว่างวิธีนี้กับเทคโนโลยีการแบ่งเบาบรรเทาโลหะ การแก่ชราภายใต้สภาวะที่สร้างขึ้นแบบเทียมจะทำให้ความแข็งและความแข็งแรงเพิ่มขึ้น แต่ยังช่วยลดความเหนียวอีกด้วย
มาตรการป้องกันความชรา
โดยหลักการแล้ว กระบวนการนี้ไม่สามารถหยุดได้ แต่ค่อนข้างเป็นไปได้ที่จะชะลอหรือขจัดปัจจัยที่กระตุ้นความชราด้วยระดับความสำเร็จที่แตกต่างกันไป ตัวอย่างเช่น ในอุตสาหกรรมบางประเภท โลหะของโครงสร้างแต่ละอย่างจะได้รับการบำบัดเป็นระยะด้วยน้ำยาป้องกันและการขัดเงา ซึ่งช่วยลดผลกระทบของปัจจัยการทำงานเชิงลบ - สารเคมี อุณหภูมิ กลไก ฯลฯ สำหรับการชะลอการเกิดอายุของโลหะภายใต้สภาวะการทำงานปกติ, ในอาจใช้กรรมวิธีทางความร้อนแบบเดียวกันทั้งนี้ขึ้นอยู่กับประเภทของโครงสร้างหรือชิ้นส่วน ตัวอย่างเช่น ช่างเชื่อมต้องเปิดตะเข็บที่อุณหภูมิสูงที่ 600-650 °C เทคนิคนี้คล้ายกับการอบชุบโลหะมากกว่า แต่ก็ช่วยลดความเข้มของการเสื่อมสภาพด้วย
การกัดกร่อนของสารเคมี
กระบวนการขึ้นสนิมเป็นอันตรายต่อโลหะมากกว่าในแง่ของการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางเทคนิคและทางกายภาพ การกัดกร่อนอาจเกิดขึ้นได้ภายใต้อิทธิพลของอิทธิพลของสารเคมีหรือไฟฟ้าเคมีต่อโครงสร้าง และหากอายุของโลหะช้าลง อัตราการแพร่กระจายของสนิมก็จะสูงมากขึ้นอยู่กับสภาพภายนอก
กระบวนการกัดกร่อนทางเคมีมักเกิดขึ้นในกรณีที่โลหะสัมผัสโดยตรงกับสารละลายกรด ตัวกลางที่เป็นก๊าซ เกลือ และด่าง สารเหล่านี้เป็นโปรโมเตอร์การกัดกร่อนที่กระฉับกระเฉงที่สุดซึ่งมักพบในสิ่งแวดล้อม แต่อยู่ในรูปแบบที่แตกต่างกัน ในท้ายที่สุด จะเกิดชั้นที่เปราะและหลวมขึ้นบนพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบ ซึ่งจะลดความทนทานของวัสดุ
การกัดกร่อนของไฟฟ้า
ในกรณีนี้ มีกระบวนการของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเองของผลิตภัณฑ์โลหะกับสื่ออิเล็กโทรไลต์ เมื่อเทียบกับพื้นหลัง ชิ้นส่วนจะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน และส่วนประกอบที่เป็นของเหลวกลับคืนสู่สภาพเดิม กระบวนการดังกล่าวสามารถเกิดขึ้นได้ที่จุดสัมผัสระหว่างโลหะผสมที่มีประจุไฟฟ้าต่างกัน หากในบริเวณดังกล่าวมีเกลือหรือสารละลายกรดจะเกิดเป็นคู่กัลวานิกซึ่งทำหน้าที่แอโนดโดยองค์ประกอบที่มีประจุอิเล็กโทรดต่ำ ดังนั้น ศักยภาพสูงทำให้โลหะเป็นแคโทด
ควรสังเกตว่าทั้งอายุและการกัดกร่อนของโลหะสามารถเกิดขึ้นได้แม้ไม่มีสารกระตุ้นที่รุนแรง สำหรับการเกิดสนิมด้วยไฟฟ้าเคมี การสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดเพียงเล็กน้อยก็เพียงพอแล้ว ซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้ในอาคารเช่นกัน แต่บ่อยครั้งที่กระบวนการดังกล่าวขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของรถยนต์ สาเหตุของการกัดกร่อนของไฟฟ้าเคมีในสถานการณ์เช่นนี้อาจเกิดจากการอุดตันของหัวฉีดคาร์บูเรเตอร์ วาล์วเชื้อเพลิง การละเมิดในการเดินสายไฟของอุปกรณ์ไฟฟ้าคู่ เป็นต้น
มาตรการควบคุมการกัดกร่อน
อุปกรณ์ป้องกันส่วนใหญ่เป็นสารเคลือบด้านนอกซึ่งจะเริ่มทำลายโครงสร้าง ด้วยเหตุนี้จึงสามารถใช้สารเคลือบพิเศษ สี ผง สารเคลือบและสารเคลือบเงาได้ อุปสรรคที่มีประสิทธิภาพต่อความเสียหายจากการกัดกร่อนยังเกิดขึ้นจากวิธีการชุบล่วงหน้าก่อนนำโครงสร้างหรือชิ้นส่วนไปใช้งาน
การเตรียมตัวที่จริงจังยิ่งกว่านั้นรวมถึงการผสมด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งการปรับเปลี่ยนโครงสร้างดังกล่าว สามารถเปลี่ยนอัตราการเสื่อมสภาพของโลหะได้ทั้งขึ้นและลง นอกจากนี้ยังมีวิธีไฮเทคพิเศษที่ใช้ในการผลิตและอุตสาหกรรม สิ่งเหล่านี้รวมถึง phaoliting, deaeration และการบำบัดด้วยความร้อนด้วยแก๊ส
สรุป
กระบวนการทำลายล้างและการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของโลหะที่ระบุไว้เป็นเพียงส่วนหนึ่งของปรากฏการณ์ที่อาจส่งผลต่อลักษณะของวัสดุ สถานที่พิเศษในหมู่พวกเขาถูกครอบครองโดยผลของความเหนื่อยล้า นี่เป็นกระบวนการที่ความเสียหายสะสมทีละน้อยทำให้เกิดความเครียดในโครงสร้างเพิ่มขึ้น ซึ่งต่อมานำไปสู่การสูญเสียคุณสมบัติในการปฏิบัติงาน แต่ความอ่อนล้ามักเกิดจากอิทธิพลภายนอกซึ่งต่างจากอายุของโลหะเสมอ
เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีกระบวนการใดที่พิจารณาแล้วว่ามีผลกระทบด้านลบต่อความเสถียรทางโครงสร้างของผลิตภัณฑ์ จำเป็นต้องประเมินความอ่อนไหวต่ออิทธิพลของปัจจัยบางอย่างในขั้นต้น ด้วยเหตุนี้ นักเทคโนโลยีจึงพัฒนาวิธีการพิเศษในการตรวจสอบชิ้นงาน โดยระบุคุณสมบัติทางเทคนิคและทางกายภาพที่อ่อนแอและแข็งแกร่งสำหรับวัสดุการออกแบบ