L'un des matériaux les plus couramment utilisés dans l'industrie et la construction est le métal. Même dans le contexte de l'émergence de la fibre de verre technologique et des composites, ses combinaisons uniques de propriétés de performance ne perdent pas leur pertinence. Cependant, des facteurs tels que le vieillissement du métal, les effets de fatigue, la corrosion et d'autres processus de dégradation limitent son application, obligeant les technologues à rechercher des moyens d'augmenter la durabilité de la structure.
Le processus de vieillissement
Le vieillissement des alliages métalliques et des éléments purs est compris comme une modification de leurs performances. Au fil du temps, les conceptions et les pièces changent dans leur structure, ce qui se reflète dans les performances. On pense que le processus de vieillissement des métaux a des conséquences négatives, bien qu'il entraîne également une augmentation de certaines propriétés techniques et physiques utiles. Par exemple, la dureté du matériau augmente, bien que la fragilité augmente également en parallèle. Dans tous les cas, le changement de structure s'écarte des performances attendues, par exemple, lors de l'élaboration d'un projet de construction ou d'ingénierie.
Le temps est la principale cause du vieillissement, mais pas la seule. Les conditions externes peuvent jouer un rôle important dans ce processus.en particulier les environnements chimiquement agressifs avec lesquels le matériau entre en contact. Dans des conditions normales de fonctionnement, un lent vieillissement mécanique du métal se produit, contre lequel les atomes du produit subissent une diffusion.
Vieillissement artificiel
Étant donné que ce processus ne conduit pas toujours à une perte complète de la valeur opérationnelle du matériau et contribue également à la croissance de certaines qualités, le vieillissement artificiel est souvent utilisé. Par exemple, cette technique est appliquée aux alliages d'aluminium et de titane afin d'augmenter leur résistance. Cet effet est obtenu grâce à un traitement thermique. Si le vieillissement naturel du métal peut se produire très lentement même à température ambiante normale, le processus artificiel nécessite un durcissement spécial. Mais il est important de prendre en compte la différence fondamentale entre cette méthode et la technologie de trempe des métaux. Le vieillissement dans des conditions créées artificiellement entraîne une augmentation de la dureté et de la résistance, mais contribue également à une diminution de la ductilité.
Mesures pour prévenir le vieillissement
En principe, ce processus ne peut pas être arrêté. Mais il est tout à fait possible de le ralentir ou d'éliminer les facteurs qui stimulent le vieillissement, avec plus ou moins de succès. Par exemple, dans certaines industries, les métaux de structures individuelles sont périodiquement traités avec des solutions de protection et des polis, qui minimisent l'impact des facteurs de fonctionnement négatifs - chimiques, thermiques, mécaniques, etc. En ce qui concerne le ralentissement de l'effet du vieillissement des métaux dans des conditions de fonctionnement normales, dansSelon le type de structure ou de pièce, le même traitement thermique peut être appliqué. Les soudeurs, par exemple, exposent les coutures à des températures élevées de 600 à 650 °C. Cette technique ressemble plus à la trempe du métal, mais elle réduit également l'intensité du vieillissement.
Corrosion chimique
Le processus de rouille est plus dangereux pour les métaux en termes de modifications des qualités techniques et physiques. La corrosion peut se produire sous l'influence d'influences chimiques ou électrochimiques sur la structure. Et si le vieillissement du métal est lent, le taux de propagation de la rouille peut être très élevé selon les conditions extérieures.
Les processus de corrosion chimique se produisent généralement dans les cas où le métal est en contact direct avec des solutions acides, des milieux gazeux, des sels et des alcalis. Ce sont les promoteurs de corrosion les plus actifs que l'on trouve toujours dans l'environnement, mais sous différentes formes. En fin de compte, une couche cassante et lâche se forme sur la zone touchée, dont la présence réduit la durabilité du matériau.
Corrosion électrique
Dans ce cas, il y a un processus d'interaction spontanée des produits métalliques avec le milieu électrolytique. Dans son contexte, la pièce subit une oxydation et le composant actif liquide est restauré. De tels processus peuvent se produire aux points de contact entre des alliages qui ont des charges d'électrode différentes. Si dans ces zones il y a du sel ousolutions acides, il se forme alors un couple galvanique dans lequel la fonction d'anode est assurée par un élément à faible charge d'électrode. En conséquence, un potentiel élevé fait du métal une cathode.
Il est important de noter que le vieillissement et la corrosion du métal peuvent se produire même sans stimulants puissants. Pour la rouille électrochimique, une exposition minimale à un environnement acide est suffisante, qui peut également être présente à l'intérieur. Mais le plus souvent, ces processus sont soumis à la base d'éléments des voitures. La cause de la corrosion électrochimique dans de telles situations peut être le colmatage des gicleurs du carburateur, des vannes de carburant, des violations du câblage des paires d'équipements électriques, etc.
Mesures de contrôle de la corrosion
La plupart des équipements de protection sont un revêtement extérieur, à partir duquel la destruction de la structure commence. Pour cela, des revêtements spéciaux, des peintures, des poudres, des émaux et des compositions de vernis peuvent être utilisés. Une barrière efficace contre les dommages dus à la corrosion est également formée par des méthodes de pré-galvanisation avant la mise en service d'une structure ou d'une pièce.
Une préparation plus sérieuse implique également un alliage. Une telle modification de la structure, notamment, peut modifier la vitesse de vieillissement du métal, à la hausse comme à la baisse. Il existe également des méthodes spéciales de haute technologie utilisées dans la production et l'industrie. Il s'agit notamment de la phaolite, de la désaération et du traitement thermique des gaz.
Conclusion
Les processus de destruction et de modification de la structure des métaux énumérés ne sont qu'une partie des phénomènes susceptibles d'affecter les caractéristiques du matériau. Une place particulière parmi eux est occupée par l'effet de la fatigue. Il s'agit d'un processus dans lequel les dommages progressivement accumulés provoquent une augmentation des contraintes dans la structure, ce qui entraîne par la suite une perte des propriétés opérationnelles. Mais contrairement au vieillissement du métal, sa fatigue est presque toujours causée par des influences physiques externes.
Pour s'assurer qu'aucun des processus considérés n'a d'impact négatif sur la stabilité structurelle du produit, il est nécessaire d'évaluer dans un premier temps sa sensibilité à l'influence de certains facteurs. Pour cela, les technologues développent des méthodes spéciales pour surveiller les pièces, indiquant leurs qualités techniques et physiques faibles et fortes pour les matériaux de conception.
