1 / 16

Mechanizmy niszczenia materiałów

Mechanizmy niszczenia materiałów. Rodzaje mechanizmów niszczenia. Korozja, Zużycie Pękanie, Zmęczenie, Erozja. σ local. σ local. Wytrzymałość teoretyczna. R e. r. r. pustki. Mechanizmy pękania. Są generalnie 2 mechanizmy pękania materiałów: plastyczne rozrywanie i kruche pękanie.

keene
Download Presentation

Mechanizmy niszczenia materiałów

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Mechanizmy niszczenia materiałów

  2. Rodzaje mechanizmów niszczenia • Korozja, • Zużycie • Pękanie, • Zmęczenie, • Erozja.

  3. σ local σ local Wytrzymałość teoretyczna Re r r pustki Mechanizmy pękania Są generalnie 2 mechanizmy pękania materiałów: plastyczne rozrywanie i kruche pękanie.

  4. Plastyczne rozrywanie Pęknięcie w materiale powoduje, że lokalne naprężenia w pobliżu jego krawędzi jest większe od średniego naprężenia w materiale, czyli pęknięcie prowadzi do koncentracji naprężeń. Należy zwrócić uwagę na to, że strefa uplastyczniona maleje ze wzrostem Re dlatego miękkim metalom towarzyszy duża strefa uplastycznienia a pęknięcia w twardych ceramikach tworzą b. małą strefę lub nie wytwarzają jej zupełnie. Nawet czyste metale zwykle zawierają małe wtrącenia i zanieczyszczenia, jeśli znajdą się one w strefie uplastycznienia przed czołem pęknięcia to ulegają one odkształceniom co powoduje powstawanie wydłużonych pustek, które łącząc się ze sobą powodują, że pęknięcie narasta. Odkształcenie plastyczne powoduje jednoczesne stępienie ostrza pęknięcia co zmniejsza lokalne naprężenia tak, że w pobliżu ostrza jest ono zaledwie dostateczne do podtrzymania procesu odkształcania umacniającego się materiału.

  5. Kruche pękanie • Jeśli nie występuje zjawisko stępienia ostrza czoła pęknięcia to lokalne naprężenie przed pęknięciem może osiągać b. duże wartości i może osiągnąć teoretyczną wytrzymałość materiału. Jest wtedy dostatecznie duże na to żeby rozrywać wiązania między atomami w tym obszarze: pęknięcie rozrasta się wówczas pomiędzy parą płaszczyzn atomowych.

  6. Korozja • Korozja pochodzi od łac. „corrosio” – gryzienie • Według PN-69/H-04609 korozja metali to niszczenie na skutek wzajemnej reakcji chemicznej lub elektrochemicznej metalu ze środowiskiem korozyjnym. • Szybkość korozji (ubytek masy) przelicza się na jednostkę powierzchni metalu i jednostkę czasu, np. g/(m² •godz.)

  7. Przykłady zniszczeń korozyjnych

  8. Mechanizm korozji elektrochemicznej Na powierzchni metalu tworzą się mikroogniwa (np. zanieczyszczenie+ osnowa metaliczna). Elektrolit tworzy [(woda, wilgoć w powietrzu) + zanieczyszczenia powietrza ( siarka, dwutlenek węgla )],np. kwas siarkowy. Jednocześnie przebiegają dwa procesy anodowy i katodowy.Proces katodowy – Fe oddaje elektrony, które wchodzą w reakcję z wodą (powstaje ujemna grupa wodorotlenowa), proces anodowy – Fe łączy się z grupą wodorotlenową tworząc produkt korozji (wodorotlenki żelaza).

  9. Korozja chemiczna • Najpospolitszym przykładem tego typu korozji jest korozja w gazach w podwyższonej temperaturze, a w szczególności tzw. zendrowanie żelaza. Żelazo czyli stal ogrzewane w powietrzu lub ogólnie w atmosferze utleniającej, powleka się warstewką tlenków żelaza głównie: Fe3O4, ale powstają także pewne ilości Fe2O3 i FeO, wskutek bezpośredniej reakcji między żelazem a tlenem czy też innym czynnikiem utleniającym.

  10. Zmęczenie materiału • Jeżeli materiał jest poddawany działaniu zmiennych obciążeń np. wał napędowy silnika spalinowego lub skrzydła samolotu, może on ulec zniszczeniu nawet jeśli naprężania obciążające materiał są niższe od granicy plastyczności materiału. • Złomy zmęczeniowe mają charakterystyczny wygląd

  11. Przełom doraźny Linie spoczynkowe Ognisko pęknięcia Przykład złomu zmęczeniowego

  12. Erozja • Erozja to niszczenie materiału spowodowane uderzaniem o powierzchnię materiału drobnych cząstek materii z dużą prędkością, np. łopatki turbiny gazowej mogą ulegać erozji jeżeli gaz zasilający turbinę jest zanieczyszczony drobinami. • Jedną z odmian erozji jest erozja kawitacyjna materiału

  13. Erozja kawitacyjna • Kawitacja to zjawisko wywołane zmiennym polem ciśnień w cieczy, polegające na powstawaniu, wzroście i zanikaniu pęcherzyków lub innych obszarów zamkniętych zawierających parę, gaz lub mieszaninę parowo-gazową danej cieczy. Pęcherzyki zwiększają swoją objętość w obszarach, w których ciśnienie spada poniżej wartości krytycznej i gwałtownie zmniejszają swoją objętość (implodują) w strefach podwyższonego ciśnienia.

  14. Kawitacja i jej skutki • Uporczywy hałas • Drgania i wibracje • Obniżenie sprawności • Erozja kawitacyjna

  15. 0,55 mm Erozja kawitacyjna

  16. Zużycie trybologiczne (tribologiczne)

More Related