I. Definition og klassificering af metalmaterialesvigt
Metal materialefejl refererer til brugsprocessen på grund af en række forskellige faktorer, hvilket resulterer i, at metalmaterialer ikke kan fortsætte med at opfylde sin designfunktion eller statens krav til ydeevne. Denne fejl kan være forårsaget af en række forskellige årsager, såsom forringelse af materialets fysiske egenskaber, kemisk korrosion, mekanisk beskadigelse og så videre.
Brud: Ifølge størrelsen af materialedeformation kan brud yderligere opdeles i duktilt brud og skørt brud. Duktilt brud vil have en betydelig deformationsproces, før forekomsten af det sprøde brud har en tendens til at opstå pludseligt, der er ingen åbenbar mængde deformation, og derfor forårsage en større destruktiv kraft. Almindelige typer af brud omfatter også udmattelsesbrud og statisk belastningsbrud, hvor udmattelsesbrud skyldes brud på materialet under længerevarende stresscyklusoperationer, mens statisk belastningsbrud opstår under statisk belastning.
Slitage:slitage er på grund af støbegods i høj hastighed, vibrationer, overbelastning og andre driftsforhold, arbejdet mellem den mekaniske overflade friktion mellem hinanden og føre til materiale slitage, og derefter gøre materialet fejl. Slid kan opdeles i forskellige typer såsom slibende slid, klæbende slid, træthedsslid, ætsende slid eller micromotion slid. I maskiner er slibende slid en af de mere almindelige former for slid.
Korrosion:Korrosion er en kemisk eller elektrokemisk reaktion, der opstår, når et metalmateriale kommer i kontakt med det omgivende medium, hvilket resulterer i et fald i materialeegenskaber eller ødelæggelse. Korrosion kan opdeles i total korrosion og lokal korrosion, hvoraf lokal korrosion er mere almindelig, herunder spændingskorrosion, porekorrosion, intergranulær korrosion og mange andre typer.
Fejl i metalmaterialer vil ikke kun reducere produktets effektivitet, men kan også udgøre en trussel mod personalesikkerheden. Derfor er fejlanalyse af metalmaterialer af stor betydning, som kan identificere årsagerne til fejl og foreslå effektive løsninger til at forbedre produkternes kvalitet og konkurrenceevne.
II. Årsager til svigt af metalmaterialer
1. Materiale indvendige defekter
Krympning og løsning
Definition: Krympning er metallet i kondensationsprocessen på grund af volumenkontraktion i barren eller støbehjertet ved dannelsen af rørformede (eller udblændede) eller spredte huller. Løs er i de hurtige afkølingsforhold, dog for at undgå store krympehuller, men det flydende metal og det faste metal mellem volumenforskellen fører stadig til mange små krympehuller fordelt i metallet.
Effekter: Nedsætter materialets mekaniske egenskaber væsentligt, kan blive en kilde til træthed, der fører til brud, og påvirker materialets korrosionsbestandighed.
adskillelse
Definition: fænomenet ujævn kemisk sammensætning i støbegods, opdelt i mikroskopisk segregation (f.eks. intrakrystallinsk segregation) og makroskopisk segregation (f.eks. tæthedsadskillelse).
Påvirkning: føre til ujævn ydeevne af støbegods, alvorlige tilfælde vil forårsage skrot.
Inklusion
Definition: metal eller ikke-metallisk materiale med en klar grænseflade med matrixen. I henhold til arten kan opdeles i metalindeslutninger og ikke-metalliske indeslutninger.
Påvirkning: påvirker materialets mekaniske egenskaber, øger risikoen for revner.
Bobler
Definition: metal i smeltet tilstand kan opløse et stort antal gasser, i kondensationsprocessen på grund af reduceret opløselighed og frigivelse af gas i metallet indre dannelse af gasbobler.
Effekter: Reducerer det effektive tværsnit af metalstøbningen, reducerer materialets styrke og kan føre til revner.
Designfejl
Urimeligt strukturelt design: såsom eksistensen af spændingskoncentrationsområder i de bærende dele, manglende korrekt design, hvilket fører til svigt.
Ukorrekt valg af materialer: udvælgelsen af materialer er ikke passende standarder, eller utilstrækkelig forståelse af ydeevnen af materialet, hvilket resulterer i, at materialet ikke kan opfylde brugen af kravene.
Bearbejdningsfejl
Fejl ved varmebehandling
Såsom: Udslusning af revner, hærdning af revner.
Slag: reducere styrken og sejheden af materialet, øge risikoen for brud.
Koldbearbejdning støbedefekter
Såsom: slibefejl, skærefejl, koldhovedfejl.
Påvirkning: påvirke overfladekvaliteten og dimensionsnøjagtigheden af materialet, reducere materialets samlede ydeevne.
Fejl i brugsprocessen
Overbelastningsbelastning: Materialet udsættes for overdreven ekstern belastning i brugsprocessen, hvilket resulterer i deformation eller brud.
Korrosion: materialer i fugtighed, høj temperatur, syre og alkali og andre barske miljøer korrosion, hvilket resulterer i ydeevneforringelse.
Træthed: materiale under påvirkning af vekslende belastning, efter en vis periode med træthedsbrud.
Miljømæssige faktorer
Temperatur: høj temperatur miljø kan føre til materiale oxidation, blødgøring, reducere dets styrke og hårdhed.
Medium: et specifikt mediemiljø kan fremskynde materialets korrosionsprocessen.
Fugtighed: Overdreven fugt i luften kan få materialer til at absorbere vand, hvilket fører til hævelse, vridning og endda vækst af mug eller meldug. Dette kan være særligt skadeligt for elektroniske komponenter, hvor fugt kan forårsage kortslutninger og permanente skader.
UV-eksponering: Langvarig udsættelse for ultraviolet (UV) stråling fra sollys kan nedbryde mange materialer, hvilket får dem til at blive skøre og miste deres farve og strukturelle integritet. Dette gælder især for plast, maling og tekstiler.
Kemisk eksponering: Kontakt med aggressive kemikalier kan føre til en række forskellige reaktioner, herunder opløsning, misfarvning og kemisk nedbrydning af materialet. Dette er et almindeligt problem i industrielle omgivelser, hvor materialer kan komme i kontakt med syrer, baser, opløsningsmidler eller andre reaktive stoffer.
