Fémfáradás

az anyagtudományban a fáradtság az a folyamat, amelynek során az anyagot lassan és fokozatosan (és gyakran tartósan) károsítják olyan feszültségek és feszültségek, amelyek kisebbek, mint amelyek az anyag szétválasztásához szükségesek. A fémfáradás akkor fordul elő, ha az anyag fém. Például egy acélhuzal használható olyan súlyok felfüggesztésére, amelyek kisebbek, mint a huzal széttöréséhez szükséges mennyiség (szakítószilárdsága). Idővel azonban ezek a súlyok lassan hibákat okozhatnak az acélban. Ezek a hibák karcolások, bevágások, részecskeképződés vagy egyéb rendellenességek formájában fordulhatnak elő. Egy bizonyos ponton ezek a hibák olyan nagyok lehetnek, hogy az acélhuzal valóban szétesik, annak ellenére, hogy szakítószilárdságát soha nem lépték túl.

1837-ben Wilhelm August Julius Albert német bányászati adminisztrátor (1787-1846) közzétette az első ismert cikket a fáradtságról. Munkájában Albert készített egy tesztgépet, amely fémfáradást rögzített a helyi bányákban használt szállítószalag-láncokon. A fémfáradás egyik első esetét, amelyet tudományosan tanulmányoztak, egy baleset okozta, amely akkor történt, amikor egy vonat 1842-ben kisiklott Franciaországban. A balesetben több mint 90 ember halt meg vagy sérült meg. William Rankine (1820-1872) skót mérnök és fizikus vizsgálta a problémát, amelyet végül fémfáradtságnak nevezett. Rankine felfedezte, hogy a mozdony tengelyén fellépő stressz végül megtörte, ami a balesetet okozta

a fém kifáradásának folyamata anyagonként jelentősen változik. Bizonyos esetekben a hibák szinte azonnal megjelennek, amint feszültségeket és feszültségeket alkalmaznak az anyagra, és nagyon lassan növekednek, amíg a teljes meghibásodás meg nem történik. Más esetekben az anyagban nincs nyilvánvaló károsodás, amíg a meghibásodás szinte meg nem történik. Ezután az utolsó szakaszban a hibák nagyon gyorsan megjelennek és fejlődnek a teljes kudarc előtt.

az anyagban a fém kifáradásához szükséges feszültség vagy feszültség mennyisége—az anyag fáradtsági határa vagy fáradtsági szilárdsága—számos tényezőtől függ. Az első tényező maga az anyag. Általában sok anyag kifáradási határa általában maga az anyag szakítószilárdságának körülbelül egynegyede-háromnegyede. Egy másik tényező az anyagra gyakorolt feszültség vagy törzs nagysága. Minél nagyobb a stressz vagy a törzs, annál hamarabb jelentkezik a fémfáradás. Végül a környezeti tényezők szerepet játszanak a fém fáradtságában. Például egy sós vizes oldatba merített fémdarab valószínűleg hamarabb fémfáradást mutat, mint ugyanaz a levegőben tesztelt fémdarab. Hasonlóképpen, az oxidáción átesett anyagok általában hamarabb tapasztalják meg a fém fáradtságát, mint az oxidálatlan anyagok.

Lásd még fémgyártás; hegesztés.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.