Un dels materials més utilitzats a la indústria i la construcció és el metall. Fins i tot en el context de l'aparició de la fibra de vidre i els compostos tecnològics, les seves combinacions úniques de propietats de rendiment no perden la seva rellevància. Tanmateix, factors com l'envelliment dels metalls, els efectes de fatiga, la corrosió i altres processos de degradació limiten la seva aplicació, i obliguen els tecnòlegs a buscar maneres d'augmentar la durabilitat de l'estructura.
El procés d'envelliment
L'envelliment d'aliatges metàl·lics i elements purs s'entén com un canvi en el seu rendiment. Amb el temps, els dissenys i les peces canvien en la seva estructura, la qual cosa es reflecteix en el rendiment. Es creu que el procés d'envelliment dels metalls té conseqüències negatives, tot i que també provoca un augment de determinades propietats tècniques i físiques útils. Per exemple, la duresa del material augmenta, encara que la fragilitat també augmenta paral·lelament. En qualsevol cas, el canvi d'estructura es desvia del rendiment que s'espera, per exemple, quan es desenvolupa un projecte d'edificació o enginyeria.
El temps és la principal causa de l'envelliment, però no l'única. Les condicions externes poden tenir un paper important en aquest procés.ambients especialment químics agressius amb els quals el material entra en contacte. En condicions normals de funcionament, es produeix un lent envelliment mecànic del metall, contra el qual els àtoms del producte pateixen difusió.
Envelliment artificial
Com que aquest procés no sempre comporta una pèrdua total del valor operatiu del material, i també contribueix al creixement d'algunes qualitats, sovint s'utilitza l'envelliment artificial. Per exemple, aquesta tècnica s'aplica a aliatges d'alumini i titani per tal d'augmentar la seva resistència. Aquest efecte s'aconsegueix mitjançant tractament tèrmic. Si l'envelliment natural del metall pot ocórrer molt lentament fins i tot a temperatura ambient normal, el procés artificial requereix un enduriment especial. Però és important tenir en compte la diferència fonamental entre aquest mètode i la tecnologia de temperat metàl·lic. L'envelliment en condicions creades artificialment provoca un augment de la duresa i la resistència, però també contribueix a una disminució de la ductilitat.
Mesures per prevenir l'envelliment
En principi, aquest procés no es pot aturar. Però és molt possible frenar-lo o eliminar els factors que estimulen l'envelliment, amb diferents graus d'èxit. Per exemple, en algunes indústries, els metalls d'estructures individuals es tracten periòdicament amb solucions protectores i poliments, que minimitzen l'impacte dels factors operatius negatius: químics, temperatura, mecànics, etc. Pel que fa a la ralentització de l'efecte de l'envelliment del metall en condicions normals de funcionament, enSegons el tipus d'estructura o peça, es pot aplicar el mateix tractament tèrmic. Els soldadors, per exemple, exposen les costures a altes temperatures entre 600 i 650 °C. Aquesta tècnica és més semblant al tremp del metall, però també redueix la intensitat de l'envelliment.
Corrosió química
El procés d'oxidació és més perillós per als metalls pel que fa als canvis de qualitats tècniques i físiques. La corrosió es pot produir sota la influència de la influència química o electroquímica sobre l'estructura. I si l'envelliment del metall és lent, la velocitat de propagació de l'òxid pot ser molt alta depenent de les condicions externes.
Els processos de corrosió química solen tenir lloc en casos en què el metall està en contacte directe amb solucions àcides, medis gasosos, sals i àlcalis. Aquests són els promotors de corrosió més actius que sempre es troben a l'entorn, però de diferents formes. Finalment, es forma una capa trencadissa i solta a la zona afectada, la presència de la qual redueix la durabilitat del material.
Corrosió elèctrica
En aquest cas, hi ha un procés d'interacció espontània de productes metàl·lics amb el medi electrolític. En el seu rerefons, la peça s'oxida i es restaura el component actiu líquid. Aquests processos es poden produir als punts de contacte entre aliatges que tenen diferents càrregues d'elèctrodes. Si en aquestes zones hi ha sal osolucions àcides, aleshores es forma un parell galvànic, en el qual la funció de l'ànode la realitza un element amb una càrrega baixa de l'elèctrode. En conseqüència, un alt potencial fa que el metall sigui un càtode.
És important tenir en compte que tant l'envelliment com la corrosió del metall es poden produir fins i tot sense estimulants forts. Per a l'oxidació electroquímica, és suficient l'exposició mínima a un ambient àcid, que també pot estar present a l'interior. Però sovint aquests processos estan sotmesos a l'element base dels cotxes. La causa de la corrosió electroquímica en aquestes situacions pot ser l'obstrucció dels dolls del carburador, les vàlvules de combustible, les infraccions en el cablejat dels parells d'equips elèctrics, etc.
Mesures de control de la corrosió
La majoria dels equips de protecció són un recobriment exterior, a partir del qual comença la destrucció de l'estructura. Per a això, es poden utilitzar recobriments especials, pintures, pols, esm alts i composicions de vernís. També es forma una barrera eficaç contra els danys per corrosió mitjançant mètodes de galvanització prèvia abans de posar en funcionament una estructura o peça.
Una preparació més seriosa també implica l'aliatge. Aquesta modificació de l'estructura, en particular, pot canviar la velocitat d'envelliment del metall, tant cap amunt com cap avall. També hi ha mètodes especials d' alta tecnologia utilitzats en la producció i la indústria. Aquests inclouen la faolitació, la desaireació i el tractament tèrmic de gas.
Conclusió
Els processos enumerats de destrucció i canvis en l'estructura dels metalls són només una part d'aquells fenòmens que poden afectar les característiques del material. Un lloc especial entre ells l'ocupa l'efecte de la fatiga. Es tracta d'un procés en el qual el dany acumulat gradualment provoca un augment de la tensió a l'estructura, que posteriorment comporta una pèrdua de propietats operatives. Però, a diferència de l'envelliment del metall, la seva fatiga gairebé sempre és causada per influències físiques externes.
Per garantir que cap dels processos considerats té un impacte negatiu en l'estabilitat estructural del producte, cal valorar inicialment la seva susceptibilitat a la influència de determinats factors. Per a això, els tecnòlegs desenvolupen mètodes especials per controlar les peces, indicant les seves qualitats tècniques i físiques febles i fortes per als materials de disseny.
