Žilinská univerzita v Žiline Strojnícka fakulta Katedra obrábania a výrobnej techniky Kor ó zia a opotrebenie

1. Žilinská univerzita v ŽilineStrojnícka fakultaKatedra obrábania a výrobnej technikyKorózia a opotrebenie Vypracoval: Bc. Ján Zaťko e-mail: zatkojanzm@gmail.com

2. Korózia [1] Korózia kovov prebieha samovoľne, pretože kov má tendenciu dostať sa do termodynamicky stabilného stavu (prirodzeného, v akom sa nachádza v prírode). Pri výrobe čistého kovu sa vynaloží obrovské množstvo energie, ktorej časť sa stáva súčasťou čistého kovu. Tento energeticky bohatší stav čistého kovu M0 sa označuje ako metastabilný, preto má snahu pri normálnych podmienkach vrátiť sa do stavu stabilného M+. Obr.1 Energetická bilancia prechodu kovu z metastabilného stavu M0 do stavu stabilného M+

3. Korózia kovov a zliatin [2] Rozdelenie: • podľa mechanizmu - chemická - elektrochemická • podľa vzhľadu - rovnomerná - nerovnomerná • podľa prostredia - atmosférická - v plynoch, pôde a pod. • podľa rozhodujúceho korózneho činiteľa - korózia pod napätím - únavová korózia pod.

4. Elektrochemickákorózia – dochádza k oxidácií železa a vznikajú korózne splodiny (,,hrdza “ Fe(OH)3). [2] Chemická korózia - rozrušenie kovových matetriálov vplyvom chemického pôsobenia vonkajšieho prostredia. Prejavuje sa hlavne pôsobením suchých plynov, produktov horenia a v kvapalných neelektrolytoch, ako nafta, benzín a pod. Obr.2 Priebeh koróznych reakcií vo vodnej kvapke [2]

5. Atmosferická korózia – vzniká účinkom látok, nachádzajúcich sa v atmosfére. Urýchľujúcim činiteľom sú prítomné exhaláty (SO2, H2S, HCl). Korózia blúdivými prúdmi – prúd, ktorý prechádza pôdou, mení s časom svoj smer a veľkosť, pôvodcom sú elektrické zariadenia, spôsobuje perforáciu potrubí. Bodová korózia – jav súvisí so schopnosťou niektorých súčastí agresívneho prostredia, napr. chloridov, porušovať pasivitu. [2] Obr. 3 Príklad bodovej korózie rúrok z koroziivzdornej ocele STN 41 7248 v prostredí, obsahujúcom chloridy [2]

6. Štruktúrna korózia[1] Medzikryštálová korózia šíri sa po hrani ciach zŕn, znižuje mechanické vlastnosti zvlášť pevnosť a húževnatosť, vyskytuje sa pri zliatinách, kde sa starnutím, nesprávnym tepelným spracovaním alebo iným tepelným ovplyvnením vylučujú precipitáty, - - - Obr.4 Schéma scitlivenia nehrdzavejúcich ocelí k medzikryštálovej korózii účinkom precipitácie karbidov chrómu

7. Štruktúrna korózia [2] Obr.5 Medzikryštálová korózia austenitickej Cr-Ni ocele

8. Štruktúrna korózia [2] Obr.6 Extrakčné napadnutie povrchovej vrstvy – jamkové odzinkovanie mosadze Ms 62

9. Korózia pod napätím [2] • Korózne praskanie – nastáva v podmienkach statického namáhania v určitých korózných podmienkach (vodné roztoky H2S, NH3, CO2, atmoféra a pod.), • Korózna únava –prebieha v podmienkach cyklického zaťažovania v koróznom prostredí, ktoré podstatne znižuje medzu únavy, Obr.7 Korózne praskanie ocele v prostredí so stopami čpavku

10. Protikorózna ochrana [2] • vhodná voľba materiálu a konštrukcie, • úprava prostredia, • elektrochemická ochrana, • vytvorenie ochranných povlakov,

11. Opotrebenie Mnoho strojných súčastí je počas prevádzky vystavené opotrebeniu. Trpia ním všetky povrchy vzájomne pohyblivo uložené (adhézne), povrchy prichádzajúce do styku s tuhými časticami prostredia (abrazívne) a povrchy vystavené pôsobeniu prúdu tuhých častíc, unášaných plynmi, alebo kvapalinami alebo kvapiek unášaných plynmi (erózne). Podľa pracovných podmienok súčastí vystavených opotrebeniu prebieha na pracovnom povrchu rad fyzikálnych a chemických pochodov, ktorých intenzita a účinok závisí od vlastností a podmienok, pri ktorých k opotrebeniu dochádza. Hlavnými činiteľmi sú obvykle: Mikroplastické deformácie, vyvolané zatlačením tvrdých častíc do povrchu kovov a únava povrchových vrstiev pri opakovanom rázovom namáhaní. Tieto javy vedú ku vzniku trhliniek a vylamovaniu častíc z povrchu kovu. Oxidácia kovu, podporovaná ako plastickou deformáciou, tak zvýšením teploty v miestach dotyku.

12. Druhy opotrebenia [2] Adhézne opotrebenie – nastáva vtedy, keď sa pri kĺzavom pohybe vytrhávajú čiastočky z jedného povrchu a prenášajú sa na druhý povrch. Obr.8 Princíp adhéznej väzby medzi povrchom nástroja a triesky [4] Abrazívne opotrebenie – dochádza k nemu, ak tvrdý , hrubý povrch kĺže po mäkkom povrchu a odoberá z neho častice kovu. Obr.9 Princíp abrazívneho opotrebenia

13. Druhy opotrebenia [2] Erozívne opotrebenie – je poškodzovanie funkčných povrchov časticami nesenými prúdiacim médiom. Obr.10 Princíp erozívneho opotrebenia Únavové opotrebenie (pitting) – vzniká únavovým procesom v povrchovej vrstve materiálu pri kmitavom kontaktnom namáhaní. Obr.11 Princíp únavového opotrebenia

14. Druhy opotrebenia [2] Vibračné opotrebenie (fretting) – vzniká následkom periodického kmitavého pohybu s malou amplitúdou pri určitom špecifickom tlaku. Obr.12 Princíp vibračného opotrebenia

15. Kavitačné poškodenie [2] Príčinou kavitácie je tvorba a zanikanie plynných, príp. parných bublín v súvislo prúdiacej kvapaline v tesnej blízkosti steny, naráža na ňu kvapalina v týchto miestach veľkou rýchlosťou a namáha materiál opakovanými rázmi. Obr.13 Schéma kavitačného opotrebenia Obr.14 Závislosť hmotnostného úbytku pri kavitácii Al od teploty rôznych kvapalín: 1-voda, 2-petrolej, 3-lieh, 4-benzín, 5-acetón [3]

16. Bibliografia [1] PALČEK, P. – HADZIMA, B. – CHALUPOVÁ, M.:Materiálové charakteristiky. Žilinská univerzita, Žilina, 2004 [2] SKOČOVSKÝ,P. – BOKŮVKA,O. – KONEČNÁ,R. – TILLOVÁ, E.: Náuka o materiáli pre odbory strojnícke, Žilinská univerzita v Žiline 2006 [3] PUŠKÁR,A. – HAYLINGER,M.: Porušovanie a lomy súčastí, Á [4] NESLUŠAN,N. – ČILLIKOVÁ, M.: Teória obrábania, Žilinská univerzita v Žiline 2007

17. Ďakujem za pozornosť