منظور از خستگی فلز چیست

ممکن است فلزات در برخی موارد دچار آسیب هایی شوند که بسیار زننده هستند. یکی از آسسب هایی که رخ می دهد خستگی فلز است که باید از آن جلوگیری کرد. در این مبحث می خواهیم به بررسی منظور از خستگی فلز بپردازیم. به شما پیشنهاد می شود در صورت تمایل برای کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه همراه ما باشید.

آشنایی با خستگی فلز

خستگی فلز یکی از آسیب های خطرناکی است که در اکثر فلزات رخ داده و معمولا کسی متوجه آن نمی شود‌. وقتی قطعات فلزی به دلیل تنش های مکرر ضعیف شوند خستگی رخ می دهد. عوامل مختلفی چون فشار ضربه ای، کششی و برش بیش از حد در این آسیب موثر هستند. به طور کلی می توان که وقتی نیروی تنش وارد شده به فلز از حد ارتجاعی یا الاستیک آن کمتر باشد بعد از اینکه بار و نیروی وارد شده از آن برداشته شود فلز به حالت اولیه خود برمی گردد و شکل اولیه خود را حفظ می کند.

در صورتی که وارد شدت بار و تنش به فلز خیلی زیاد تکرار شود بعد از آنکه بار روی فلز برداشته شود به حالت اولیه برنگشته و دچار گسیختگی و شکست ناگهانی می شود. بدین ترتیب خستگی فلز رخ می دهد که مسئله بسیار مهمی است چون قابل مشاهده نبوده و قبل از شکست فلز متوجه آن نمی شویم. از جمله مواردی که بیشتر در معرض خستگی هستند می توان به پل ها، قطعات با لرزش بالا، تجهیزات مربوط به قالب زنی فلزی، اسباب منزل و قطعات بدنه هواپیما اشاره کرد.

مراحل رخ دادن خستگی فلز

بهتر است بدانید خستگی فلز در سه مرحله اتفاق می افتد که در ادامه آن را بررسی می کنیم:

مرحله اول: بعد از گذراندن دوره های بارگذاری مشخص بر روی فلز ترک های ریزی شروع به ایجاد شدن می کنند. این ترک ها اکثر در نواحی هندسی که تنش در آن زیاد و متمرکز است پیدا می شود. تنشی که باعث ایجاد این ریز ترک ها می شود؛ از مقاومت کششی تسلیم و مقاومت کششی نهایی فلز کمتر است.

مرحله دوم: در مرحله بعدی همچنان ریز ترک ها تحت تنش های حاصله از بارگذاری هستند و این اتفاق سبب بزرگ شدن سایز آن می شود.

مرحله سوم: در مرحله بعدی رخ دادن خستگی فلز ریز ترک ها به حدی بزرگ می شوند که تنش های وارده ترک ها را به سرعت انتشار داده و به فلز آسیب می رسانند. بسته به نوع فلز و مقاومت کششی آن سطح ترک خورده از نظر ظاهری متفاوت است.

عوامل موثر بر خستگی فلز

لازم است بدانید که عوامل بسیاری بر  خستگی فلز موثر هستند که عبارتند از:

خوردگی فلز: وقتی تنش و بار تکراری فلزی همزمان با خوردگی و فرسایش شیمیایی رخ دهد خستگی و خوردگی اتفاق می افتد. زمانی که فلز دچار خوردگی شود حفره ها و شیارهایی در سطح آن به وجود می آید که استحکام خستگی آن را کاهش می دهد.

زبری سطح فلز: یکی دیگر از عوامل موثر در خستگی فلز زبری سطح آن است‌. وقتی سطح فلز زبر باشد فرآیند شکست فلز به سرعت انجام می شود. فلزاتی که خراش های سطحی آن با تنش کششی اصلی هم جهت و موازی باشد و یا اینکه سطح صاف کم خراش داشته باشند دیرتر دچار خستگی می شوند‌.

دما: طبق بررسی های انجام شده مشخص شده که با کاهش دما استحکام خستگی افزایش می یابد. به غیر از فولاد نرم که در دمای ۲۱۱ الی ۸۱۱ درجه سانتی گراد بیشترین درجه استحکام خستگی را دارا هستند دیگر فلزات با افزایش دما با کاهش استحکام خستگی روبرو می شوند.

عوامل دیگری هم چون تنش حرارتی، نوع طراحی، اندازه دانه، تنش پسماند، اثر محیط، روند جوشکاری و … بر خستگی فلز موثر می باشند.

تست خستگی فلز

برای تشخیص خستگی فلزات تست های مختلفی وجود دارد که بر روی فلز انجام می شود. استاندارد آمریکای شمالی ASTM متداول ترین تست خستگی فلزات است. از دیگر روش های تست خستگی می توان به Rotating bending test و Servo_ hydraulic machines اشاره کرد. پس از انجام این تست ها بر روی فلز نتیجه آن در قالب نمودارهای تنش سیکل s_n نشان داده می شود. محور عمودی این نمودار تنش و محور افقی آن سیکل است‌. با استفاده از این نمودار می توانید تعداد سیکل دوام ماده در برابر تنش اعمال شده را متوجه شوید.

روش جلوگیری از خستگی فلز

یک روش کلیدی و مهم برای جلوگیری از خستگی فلز نصب نرم افزار تجزیه و تحلیل خستگی روی قطعه و طراحی سازه است. می توان با انجام و تکرار این آنالیزها جلوی رخ دادن این پدیده را گرفت. به طور مثال این کار می تواند قسمتی از فلز را که در معرض خستگی زیادی است؛ را به ما نشان دهد. در صورتی که این ناحیه خستگی نزدیک به یک حفره باشد می توان حفره را به جای دیگر انتقال داد.‌ روش دیگری که برای جلوگیری از این اتفاق می باشد؛ انتخاب مواد مناسب است. موادها در برابر خستگی مقاومت های مختلفی دارند؛ مثلا فولاد نسبت به آلومینیوم می تواند دوره های تنش بالاتری را تحمل کند.

آشنایی با مجموعه تخصصی آهن هایپر

امروزه در ساخت و ساز از مقاطع فولادی بسیاری استفاده می شود. به گونه ای که بدون این مقاطع فولادی ساخت و ساز امکانپذیر نیست. میلگرد، تیرآهن، ناودانی و نبشی، پروفیل و … از پرکاربردترین این مقاطع به شمار می رود. برای تهیه و خرید این مقاطع می توانید از وبسایت https://ahanhyper.com/  اقدام کنید.

برای مشاوره رایگان با کارشناسان خبره ما در آهن هایپر و راهنمایی برای خرید با مناسب ترین قیمت با شماره زیر تماس بگیرید

۰۲۱-۷۲۰۲۵

روش های جلوگیری از خستگی فلز را بنویسید؟

نصب نرم افزار تجزیه و تحلیل خستگی، استفاده از مواد مناسب