Стомленасць металу: што гэта і як мага ёй супрацьстаяць?

Вельмі часта прычынай выхаду з ладу рознай тэхнікі з'яўляецца стомленасць металу. Прычым адбыцца гэта можа не толькі пасля працяглай эксплуатацыі, але і ў самым пачатку працы абсталявання або аўтамабіля. Прычынай гэтаму з'яўляюцца перыядычныя дынамічныя нагрузкі, якія адчувае асобны вузел ці дэталь не толькі падчас выканання сваёй асноўнай функцыі, але і ў працэсе вырабу. У выніку матэрыял пачынае разбурацца, нават калі велічыня напружання не дасягнула значэння мяжы трываласці.

Па сутнасці, стомленасць - гэта змена асноўных уласцівасцяў металу (механічных і фізічных) пад уздзеяннем цыклічных высілкаў і дэфармацый. Гэта цягне структурныя змены ў матэрыяле, якія праходзяць на макра- і мікраўзроўні, якія шмат у чым вызначаюцца зыходнымі ўласцівасцямі і ўмовай вырабу дэталі.

Для характарыстыкі схільнасці металу да дадзенага выгляду разбурэння прымяняецца такі тэрмін, як мяжа трываласці. Гэты параметр лікава роўны значэнню максімальнага напружання, якому можа супраціўляцца матэрыял на працягу 10 000 000 і больш цыклаў, гэта значыць на працягу ўсталяванага часу нагруженія.

Стомленасць металу не праяўляецца імгненна, і ў гэтым заключаецца яе асноўная небяспека. Патрабуецца некаторы час, каб у матэрыяле адбыліся неабходныя змены, якія, хутчэй за ўсё, вонкава ніяк не будуць праяўляцца. Іх характар шмат у чым вызначаюць зыходныя ўласцівасці металу, напружаны стан, асаблівасць нагруженія і ўплыў знешняй асяроддзя. Да пэўнага моманту ўсё працякалыя з'явы з'яўляюцца зварачальным. Аднак з цягам часу супраціўляльнасць разбурэння паступова пачынае зніжацца, і з'яўляюцца так званыя усталостную пашкоджанні.

На самай першай стадыі стомленасць металу пачынае праяўляцца на структурным узроўні, калі па межах зерня і іншых складнікаў пачынаюць з'яўляцца мікротрэшчыны, якія пры наступным нагружаная канструкцыі ператвараюцца ў макротрещины. Гэта ў сваю чаргу становіцца асноўнай прычынай канчатковага разбурэння элемента канструкцыі ў працэсе працы або ўзору падчас правядзення механічных выпрабаванняў.

Найбольш наглядна стомленасць металаў характарызуе аднайменная крывая, якая адлюстроўвае адпаведную залежнасць паміж лікам выпрабаваных узорам цыклаў нагруженія і стадыямі пашкоджанні, пачынаючы ад моманту ўзнікнення расколіны і заканчваючы канчатковым разбурэннем аб'екта даследавання. Улічваючы, што усталостную з'явы першапачаткова выяўляюцца ў месцах структурных недасканаласцяў, размеркаванне якіх носіць імавернасны характар, то і характарыстыкі стомленасці падпарадкоўваюцца такім жа заканамернасцям. Выпрабаванні праводзяцца часцей за ўсё на які верціцца узоры, да якога прыкладваецца пастаянна выгінацца нагрузка.

Стомленасць металу шмат у чым вызначаюць ўмовы эксплуатацыі той ці іншай канструкцыі. Наяўнасць актыўнай асяроддзя і досыць высокай тэмпературы можа значна паскорыць якія праходзяць у матэрыяле негатыўныя працэсы. Супраціўляльнасць матэрыялу істотна зніжаецца пры наяўнасці розных структурных неаднастайнасцяў, прысутнасці неметалічных уключэнняў, нераўнамернага размеркавання легіруючых элементаў, а таксама пры недастатковай чысціні паверхні. Каб гэтага не дапусціць, можна звярнуцца да рознай павярхоўнай апрацоўцы, якая здольная стварыць у верхнім пласце матэрыялу рэшткавыя напругі сціску. Часцей за ўсё з гэтай мэтай выконваецца дыфузійнае насычэнне, вырабляецца наклёп або павярхоўная загартоўка рознымі спосабамі, напрыклад, шляхам лазернага ўмацавання.