I. Definisi dan klasifikasi kegagalan bahan logam
Kegagalan bahan logam merujuk kepada proses penggunaan, disebabkan oleh pelbagai faktor, mengakibatkan bahan logam tidak dapat terus memenuhi fungsi reka bentuk atau keperluan prestasi negara. Kegagalan ini mungkin disebabkan oleh pelbagai sebab, seperti kemerosotan sifat fizikal bahan, kakisan kimia, kerosakan mekanikal, dan sebagainya.
Patah: Mengikut magnitud ubah bentuk bahan, patah boleh dibahagikan lagi kepada patah mulur dan patah rapuh. Patah mulur akan mempunyai proses ubah bentuk yang ketara sebelum berlakunya patah rapuh cenderung berlaku secara tiba-tiba, tidak ada jumlah ubah bentuk yang jelas, dan oleh itu menyebabkan daya pemusnah yang lebih besar. Jenis patah biasa juga termasuk patah keletihan dan patah beban statik, di mana patah keletihan disebabkan oleh patah bahan di bawah operasi kitaran tegasan yang berpanjangan, manakala patah beban statik berlaku di bawah beban statik.
Haus dan lusuh:haus dan lusuh adalah disebabkan oleh tuangan dalam kelajuan tinggi, getaran, beban lampau dan keadaan operasi lain, kerja antara geseran permukaan mekanikal antara satu sama lain dan membawa kepada haus dan lusuh bahan, dan kemudian membuat kegagalan bahan. Haus boleh dibahagikan kepada pelbagai jenis seperti haus melelas, haus pelekat, haus lesu, haus menghakis atau haus micromotion. Dalam jentera, haus kasar adalah salah satu bentuk haus yang lebih biasa.
kakisan:Hakisan ialah tindak balas kimia atau elektrokimia yang berlaku apabila bahan logam bersentuhan dengan medium sekeliling, mengakibatkan penurunan sifat bahan atau kemusnahan. Kakisan boleh dibahagikan kepada jumlah kakisan dan kakisan tempatan, yang mana kakisan tempatan lebih biasa, termasuk kakisan tegasan, kakisan liang, kakisan antara butiran dan banyak jenis lain.
Kegagalan bahan logam bukan sahaja akan mengurangkan keberkesanan produk, tetapi juga boleh menimbulkan ancaman kepada keselamatan kakitangan. Oleh itu, analisis kegagalan bahan logam adalah sangat penting, yang boleh mengenal pasti punca kegagalan dan mencadangkan penyelesaian yang berkesan untuk meningkatkan kualiti dan daya saing produk.
II. Punca kegagalan bahan logam
1. Kecacatan dalaman material
Pengecutan dan longgar
Definisi: Pengecutan ialah logam dalam proses pemeluwapan akibat penguncupan isipadu dalam jongkong atau jantung tuangan daripada pembentukan lubang tiub (atau menyala) atau berselerak. Longgar adalah dalam keadaan penyejukan yang cepat, walaupun untuk mengelakkan lubang pengecutan yang besar, tetapi logam cecair dan logam pepejal antara perbezaan volum masih membawa kepada banyak lubang pengecutan kecil yang diedarkan dalam logam.
Kesan: Mengurangkan sifat mekanikal bahan dengan ketara, boleh menjadi punca keletihan yang membawa kepada keretakan, dan menjejaskan rintangan kakisan bahan.
pengasingan
Definisi: fenomena komposisi kimia tidak sekata dalam tuangan, dibahagikan kepada pengasingan mikroskopik (cth pengasingan intrakrystalline) dan pengasingan makroskopik (cth pengasingan ketumpatan).
Kesan: membawa kepada prestasi tuangan yang tidak sekata, kes yang serius akan menyebabkan sekerap.
Kemasukan
Definisi: bahan logam atau bukan logam dengan antara muka yang jelas dengan matriks. Mengikut sifat boleh dibahagikan kepada kemasukan logam dan kemasukan bukan logam.
Kesan: menjejaskan sifat mekanikal bahan, meningkatkan risiko keretakan.
gelembung
Definisi: logam dalam keadaan cair boleh membubarkan sejumlah besar gas, dalam proses pemeluwapan kerana keterlarutan berkurangan dan pembebasan gas dalam pembentukan dalaman logam gelembung gas.
Kesan: Mengurangkan keratan rentas yang berkesan tuangan logam, mengurangkan kekuatan bahan dan boleh menyebabkan keretakan.
Kecacatan reka bentuk
Reka bentuk struktur yang tidak munasabah: seperti kewujudan kawasan kepekatan tegasan di bahagian galas beban, gagal untuk mereka bentuk dengan betul yang membawa kepada kegagalan.
Pemilihan bahan yang tidak betul: pemilihan bahan tidak standard yang sesuai, atau pemahaman yang tidak mencukupi tentang prestasi bahan, mengakibatkan bahan tidak dapat memenuhi penggunaan keperluan.
Kecacatan pemprosesan
Kecacatan rawatan haba
Seperti: Pelindapkejutan retak, pembajaan retak.
Kesan: mengurangkan kekuatan dan keliatan bahan, meningkatkan risiko patah tulang.
Kecacatan acuan pemprosesan sejuk
Seperti: kecacatan pengisaran, kecacatan pemotongan, kecacatan tajuk sejuk.
Kesan: menjejaskan kualiti permukaan dan ketepatan dimensi bahan, mengurangkan prestasi keseluruhan bahan.
Kecacatan dalam proses penggunaan
Tegasan beban lampau: bahan tertakluk kepada tekanan luaran yang berlebihan dalam proses penggunaan, mengakibatkan ubah bentuk atau patah.
Kakisan: bahan dalam kelembapan, suhu tinggi, asid dan alkali dan lain-lain persekitaran yang keras kakisan, mengakibatkan kemerosotan prestasi.
Keletihan: bahan di bawah tindakan beban berselang-seli, selepas tempoh tertentu patah keletihan.
Faktor persekitaran
Suhu: persekitaran suhu tinggi boleh menyebabkan pengoksidaan bahan, melembutkan, mengurangkan kekuatan dan kekerasannya.
Sederhana: persekitaran media tertentu boleh mempercepatkan proses kakisan bahan.
Kelembapan: Kelembapan yang berlebihan di udara boleh menyebabkan bahan menyerap air, yang membawa kepada bengkak, meledingkan, dan juga pertumbuhan acuan atau cendawan. Ini boleh memudaratkan komponen elektronik terutamanya, di mana kelembapan boleh menyebabkan litar pintas dan kerosakan kekal.
Pendedahan UV: Pendedahan berpanjangan kepada sinaran ultraungu (UV) daripada cahaya matahari boleh merendahkan banyak bahan, menyebabkan bahan menjadi rapuh dan kehilangan warna dan integriti strukturnya. Ini benar terutamanya untuk plastik, cat dan tekstil.
Pendedahan Bahan Kimia: Sentuhan dengan bahan kimia yang agresif boleh membawa kepada pelbagai tindak balas, termasuk pelarutan, perubahan warna dan pecahan kimia bahan. Ini adalah isu biasa dalam tetapan industri di mana bahan mungkin bersentuhan dengan asid, bes, pelarut atau bahan reaktif lain.
