Втома металу: що це і як можна їй протистояти?
Відео: Народна медицина
Дуже часто причиною виходу з ладу різної техніки є втома металу. Причому статися це може не тільки після тривалої експлуатації, але і в самому початок роботи устаткування або автомобіля. Причиною тому є періодичні динамічні навантаження, які зазнає окремий вузол або деталь не тільки під час виконання своєї основної функції, але і в процесі виготовлення. В результаті матеріал починає руйнуватися, навіть якщо величина напруги не досягнула значення межі міцності.
По суті, втома - це зміна основних властивостей металу (механічних і фізичних) під впливом циклічних напружень та деформацій. Це тягне структурні зміни в матеріалі, що протікають на макро- і мікрорівні, які багато в чому визначаються вихідними властивостями і умовою виготовлення деталі.
Для характеристики схильності металу до даного виду руйнування застосовується такий термін, як межа витривалості. Цей параметр чисельно дорівнювати значенню максимального напруження, з яким може чинити опір матеріал протягом 10 000 000 і більше циклів, тобто протягом встановленого часу навантаження.
Втома металу не проявляється миттєво, і в цьому полягає її основна небезпека. Потрібен якийсь час, щоб в матеріалі відбулися необхідні зміни, які, швидше за все, зовні ніяк НЕ будуть проявлятися. Їх характер багато в чому визначають вихідні властивості металу, напружений стан, особливість навантаження і вплив зовнішнього середовища. До певного моменту всі протікають явища є оборотними. Однак з плином часу опір руйнуванню поступово починає знижуватися, і з`являються так звані втомні пошкодження.
Відео: Михайло Старосольський. Як стати здоровим і успішним. Практика з Енергією Сонця
На найпершій стадії втома металу починає проявлятися на структурному рівні, коли по межах зерен і інших складових починають з`являтися мікротріщини, які при подальшому навантаженні конструкції перетворюються в макротріщини. Це в свою чергу стає основною причиною остаточного руйнування елементу конструкції в процесі роботи або зразка під час проведення механічних випробувань.
Відео: Костюм Людини-Павука - YouTube.FLV
Найбільш наочно втома металів характеризує однойменна крива, яка відображає відповідну залежність між числом випробуваних зразком циклів навантаження і стадіями пошкодження, починаючи від моменту виникнення тріщини і закінчуючи остаточним руйнуванням об`єкту дослідження. З огляду на, що втомні явища спочатку проявляються в місцях структурних недосконалостей, розподіл яких носить імовірнісний характер, то і характеристики втоми підкоряються таким же закономірностям. Випробування проводяться найчастіше на обертовому зразку, до якого прикладається постійна згинатися навантаження.
Втома металу багато в чому визначають умови експлуатації тієї чи іншої конструкції. Наявність активного середовища і досить високої температури може значно прискорити протікають в матеріалі негативні процеси. Опірність матеріалу істотно знижується при наявності різних структурних неоднорідностей, присутності неметалевих включень, нерівномірного розподілу легуючих елементів, а також при недостатній чистоті поверхні. Щоб цього не допустити, можна вдатися до різної поверхневої обробки, яка здатна створити в верхньому шарі матеріалу залишкові напруги стиску. Найчастіше з цією метою виконується диффузионное насичення, проводиться наклеп або поверхневе загартування різними способами, наприклад, шляхом лазерного зміцнення.
