Endüstride ve inşaatta kullanılan en yaygın malzemelerden biri metaldir. Teknolojik cam elyafı ve kompozitlerin ortaya çıkışının arka planında bile, benzersiz performans özellikleri kombinasyonları alaka düzeyini kaybetmez. Bununla birlikte, metal yaşlanması, yorulma etkileri, korozyon ve diğer bozulma süreçleri gibi faktörler, uygulamayı sınırlandırarak teknoloji uzmanlarını yapının dayanıklılığını artırmanın yollarını aramaya zorlar.
Yaşlanma süreci
Metal alaşımlarının ve saf elementlerin yaşlanması, performanslarında bir değişiklik olarak anlaşılır. Zamanla, tasarımlar ve parçalar yapılarında değişir ve bu da performansa yansır. Bazı yararlı teknik ve fiziksel özelliklerde bir artışa neden olmasına rağmen, metal yaşlanma sürecinin olumsuz sonuçları olduğuna inanılmaktadır. Örneğin malzemenin sertliği artarken kırılganlık da paralel olarak artar. Her durumda, yapıdaki değişiklik, örneğin bir bina veya mühendislik projesi geliştirirken beklenen performanstan sapar.
Zaman yaşlanmanın ana nedenidir, ancak tek nedeni değildir. Dış koşullar bu süreçte önemli bir rol oynayabilir.özellikle malzemenin temas ettiği kimyasal agresif ortamlar. Normal çalışma koşulları altında, ürünün atomlarının difüzyona uğradığı metalde yavaş bir mekanik yaşlanma meydana gelir.
Yapay yaşlanma
Bu işlem her zaman malzemenin operasyonel değerinde tam bir kayba yol açmadığından ve ayrıca bazı niteliklerin büyümesine katkıda bulunduğundan, sıklıkla yapay yaşlandırma kullanılır. Örneğin, bu teknik, mukavemetlerini arttırmak için alüminyum ve titanyum alaşımlarına uygulanır. Bu etki ısıl işlemle elde edilir. Metalin doğal yaşlanması normal oda sıcaklığında bile çok yavaş gerçekleşebiliyorsa, yapay işlem özel sertleştirme gerektirir. Ancak bu yöntem ile metal tavlama teknolojisi arasındaki temel farkı hesaba katmak önemlidir. Yapay olarak oluşturulmuş koşullar altında yaşlandırma, sertlik ve mukavemette bir artışa neden olur, ancak aynı zamanda sünekliğin azalmasına da katkıda bulunur.
Yaşlanmayı önlemek için önlemler
Prensip olarak bu işlem durdurulamaz. Ancak, değişen derecelerde başarı ile yavaşlatmak veya yaşlanmayı teşvik eden faktörleri ortadan kaldırmak oldukça mümkündür. Örneğin, bazı endüstrilerde, bireysel yapıların metalleri, kimyasal, sıcaklık, mekanik vb. olumsuz çalışma faktörlerinin etkisini en aza indiren koruyucu çözeltiler ve cilalar ile periyodik olarak işlenir. Normal çalışma koşulları altında metal yaşlanmasının etkisini yavaşlatmak için, içindeYapının veya parçanın tipine bağlı olarak aynı ısıl işlem uygulanabilir. Örneğin kaynakçılar, dikişleri 600-650 °C'de yüksek sıcaklıklara maruz bırakır. Bu teknik metal tavlamaya daha çok benzer, ancak yaşlanmanın yoğunluğunu da az altır.
Kimyasal korozyon
Paslanma süreci metaller için teknik ve fiziksel niteliklerdeki değişimler açısından daha tehlikelidir. Korozyon, yapı üzerindeki kimyasal veya elektrokimyasal etkinin etkisi altında meydana gelebilir. Ve metalin yaşlanması yavaşsa, dış koşullara bağlı olarak pas yayılma hızı çok yüksek olabilir.
Kimyasal korozyon süreçleri genellikle metalin asit çözeltileri, gazlı ortamlar, tuzlar ve alkalilerle doğrudan temas halinde olduğu durumlarda gerçekleşir. Bunlar, her zaman çevrede bulunan, ancak farklı şekillerde bulunan en aktif korozyon destekleyicileridir. Sonuç olarak, etkilenen bölgede kırılgan ve gevşek bir tabaka oluşur ve varlığı malzemenin dayanıklılığını az altır.
Elektrik korozyonu
Bu durumda, metal ürünlerin elektrolitik ortam ile kendiliğinden etkileşimi süreci vardır. Arka planına karşı, parça oksidasyona uğrar ve sıvı aktif bileşen geri yüklenir. Bu tür işlemler, farklı elektrot yüklerine sahip alaşımlar arasındaki temas noktalarında meydana gelebilir. Bu tür alanlarda tuz veyaasit çözeltileri, daha sonra anot fonksiyonunun düşük elektrot yüküne sahip bir eleman tarafından gerçekleştirildiği bir galvanik çift oluşturulur. Buna göre, yüksek bir potansiyel metali bir katot yapar.
Güçlü uyarıcılar olmadan bile metalin hem yaşlanmasının hem de korozyonunun meydana gelebileceğini unutmamak önemlidir. Elektrokimyasal paslanma için, iç mekanlarda da bulunabilen asidik bir ortama minimum düzeyde maruz kalma yeterlidir. Ancak çoğu zaman bu tür işlemler, otomobillerin temel unsurlarına tabi tutulur. Bu gibi durumlarda elektrokimyasal korozyonun nedeni, karbüratör jetlerinin tıkanması, yakıt valfleri, elektrikli ekipman çiftlerinin kablolarındaki ihlaller vb. olabilir.
Korozyon kontrol önlemleri
Koruyucu ekipmanların çoğu, yapının yıkımının başladığı bir dış kaplamadır. Bunun için özel kaplamalar, boyalar, tozlar, emayeler ve vernik bileşimleri kullanılabilir. Bir yapı veya parçayı işletmeye almadan önce ön galvanizleme yöntemleriyle de korozyon hasarına karşı etkili bir bariyer oluşturulur.
Daha ciddi hazırlık ayrıca alaşımlamayı da içerir. Özellikle yapının böyle bir modifikasyonu, metalin yaşlanma hızını hem yukarı hem aşağı yönde değiştirebilir. Üretimde ve sanayide kullanılan özel yüksek teknolojili yöntemler de vardır. Bunlara faolitleme, hava alma ve gazla termal işlem dahildir.
Sonuç
Metallerin yapısındaki listelenen yıkım ve değişiklik süreçleri, malzemenin özelliklerini etkileyebilecek olayların sadece bir kısmıdır. Bunların arasında özel bir yer, yorgunluğun etkisiyle işgal edilir. Bu, kademeli olarak biriken hasarın yapıda stres artışına neden olduğu ve daha sonra operasyonel özelliklerin kaybına yol açtığı bir süreçtir. Ancak metalin yaşlanmasının aksine, yorgunluğu neredeyse her zaman dış fiziksel etkilerden kaynaklanır.
Değerlendirilen süreçlerin hiçbirinin ürünün yapısal stabilitesi üzerinde olumsuz bir etkisi olmadığından emin olmak için, başlangıçta belirli faktörlerin etkisine duyarlılığını değerlendirmek gerekir. Bunun için teknoloji uzmanları, iş parçalarını izlemek için tasarım malzemeleri için zayıf ve güçlü teknik ve fiziksel niteliklerini gösteren özel yöntemler geliştirir.
