I. Definirea si clasificarea cedarii materialelor metalice
Eșecul materialului metalic se referă la procesul de utilizare, din cauza unei varietăți de factori, rezultând materiale metalice nu pot continua să îndeplinească funcția de proiectare sau cerințele de performanță ale statului. Această defecțiune poate fi cauzată de o varietate de motive, cum ar fi degradarea proprietăților fizice ale materialului, coroziunea chimică, deteriorarea mecanică și așa mai departe.
Fractură: În funcție de amploarea deformării materialului, fractura poate fi împărțită în continuare în fractură ductilă și fractură fragilă. Fractura ductilă va avea un proces de deformare semnificativ înainte ca apariția fracturii fragile să aibă loc brusc, nu există o cantitate evidentă de deformare și, prin urmare, să provoace o forță distructivă mai mare. Tipurile comune de fracturi includ, de asemenea, fractura de oboseală și fractura de sarcină statică, unde fractura de oboseală se datorează ruperii materialului în timpul operațiunilor prelungite cu cicluri de efort, în timp ce fractura de sarcină statică are loc sub sarcină statică.
Uzura:uzura se datorează piesei turnate în viteză mare, vibrații, suprasarcină și alte condiții de funcționare, lucrul dintre frecarea suprafeței mecanice între ele și duce la uzura materialului și apoi face defectarea materialului. Uzura poate fi împărțită în diferite tipuri, cum ar fi uzura abrazivă, uzura adezivă, uzura prin oboseală, uzura corozivă sau uzura prin micromișcare. În mașini, uzura abrazivă este una dintre cele mai comune forme de uzură.
Coroziune:Coroziunea este o reacție chimică sau electrochimică care are loc atunci când un material metalic intră în contact cu mediul înconjurător, având ca rezultat scăderea proprietăților materialului sau distrugerea. Coroziunea poate fi împărțită în coroziune totală și coroziune locală, dintre care coroziunea locală este mai frecventă, inclusiv coroziunea la stres, coroziunea porilor, coroziunea intergranulară și multe alte tipuri.
Defectarea materialelor metalice nu numai că va reduce eficacitatea produsului, dar poate reprezenta o amenințare pentru siguranța personalului. Prin urmare, analiza defecțiunilor materialelor metalice este de mare importanță, care poate identifica cauzele defecțiunii și poate propune soluții eficiente pentru îmbunătățirea calității și competitivității produselor.
II. Cauzele defectării materialelor metalice
1. Defecte materiale interne
Contracție și slăbire
Definiție: Contracția este metalul din procesul de condensare din cauza contracției de volum în lingoul sau inima de turnare a formării găurilor tubulare (sau evazate) sau împrăștiate. Loose este în condiții de răcire rapidă, deși pentru a evita găurile mari de contracție, dar metalul lichid și metalul solid între diferența de volum duce încă la multe găuri de contracție mici distribuite în metal.
Efecte: Reduce semnificativ proprietățile mecanice ale materialului, poate deveni o sursă de oboseală care duce la rupere și afectează rezistența la coroziune a materialului.
segregare
Definiție: fenomenul de compoziție chimică neuniformă în piese turnate, împărțit în segregare microscopică (de ex. segregare intracristalină) și segregare macroscopică (ex. segregare de densitate).
Impact: duce la performanța neuniformă a piesei turnate, cazurile grave vor cauza deșeuri.
Includere
Definiție: material metalic sau nemetalic cu o interfață clară cu matricea. În funcție de natură, pot fi împărțite în incluziuni metalice și incluziuni nemetalice.
Impact: afectează proprietățile mecanice ale materialului, crește riscul de fisuri.
Bulele
Definiție: metalul în stare topit poate dizolva un număr mare de gaze, în procesul de condensare datorită solubilității reduse și eliberării de gaz în formarea internă a metalului de bule de gaz.
Efecte: Reduce secțiunea transversală efectivă a turnării metalice, reduce rezistența materialului și poate duce la fisuri.
Defecte de proiectare
Proiectare structurală nerezonabilă: cum ar fi existența unor zone de concentrare a tensiunilor în părțile portante, neproiectarea corectă duce la defecțiune.
Selecția necorespunzătoare a materialelor: selecția materialelor nu este standardele adecvate, sau înțelegerea insuficientă a performanței materialului, rezultând în materialul nu poate îndeplini cerințele de utilizare.
Defecte de prelucrare
Defecte de tratament termic
Cum ar fi: călirea fisurilor, călirea fisurilor.
Impact: reduce rezistența și duritatea materialului, crește riscul de fractură.
Defecte de turnare la prelucrare la rece
Cum ar fi: defecte de șlefuire, defecte de tăiere, defecte de captare la rece.
Impact: afectează calitatea suprafeței și acuratețea dimensională a materialului, reduce performanța generală a materialului.
Defecte în procesul de utilizare
Tensiune de suprasarcină: materialul este supus unei solicitări externe excesive în procesul de utilizare, având ca rezultat deformare sau rupere.
Coroziune: materiale în umiditate, temperatură ridicată, acid și alcali și alte medii dure coroziune, care rezultă în degradarea performanței.
Oboseala: material sub actiunea sarcinii alternante, dupa o anumita perioada de ruptura de oboseala.
Factorii de mediu
Temperatura: mediul cu temperatură ridicată poate duce la oxidarea materialului, înmuierea, reducerea rezistenței și durității acestuia.
Mediu: mediul specific al mediului poate accelera procesul de coroziune al materialului.
Umiditate: umiditatea excesivă din aer poate face ca materialele să absoarbă apa, ceea ce duce la umflare, deformare și chiar la creșterea mucegaiului. Acest lucru poate fi în detrimentul componentelor electronice, unde umiditatea poate provoca scurtcircuite și daune permanente.
Expunerea la UV: Expunerea prelungită la radiațiile ultraviolete (UV) de la lumina soarelui poate degrada multe materiale, făcându-le să devină fragile și să-și piardă culoarea și integritatea structurală. Acest lucru este valabil mai ales pentru materiale plastice, vopsele și textile.
Expunerea chimică: Contactul cu substanțe chimice agresive poate duce la o varietate de reacții, inclusiv dizolvarea, decolorarea și degradarea chimică a materialului. Aceasta este o problemă comună în mediile industriale în care materialele pot intra în contact cu acizi, baze, solvenți sau alte substanțe reactive.
