Um dos materiais mais utilizados na indústria e construção é o metal. Mesmo no contexto do surgimento da fibra de vidro e dos compósitos tecnológicos, suas combinações únicas de propriedades de desempenho não perdem sua relevância. No entanto, fatores como envelhecimento do metal, efeitos de fadiga, corrosão e outros processos de degradação limitam sua aplicação, obrigando os tecnólogos a buscar formas de aumentar a durabilidade da estrutura.
O processo de envelhecimento
O envelhecimento de ligas metálicas e elementos puros é entendido como uma mudança em seu desempenho. Com o tempo, projetos e peças mudam em sua estrutura, o que se reflete no desempenho. Acredita-se que o processo de envelhecimento do metal tenha consequências negativas, embora também cause um aumento em certas propriedades técnicas e físicas úteis. Por exemplo, a dureza do material aumenta, embora a fragilidade também aumente em paralelo. De qualquer forma, a mudança na estrutura se desvia do desempenho esperado, por exemplo, ao desenvolver um projeto de construção ou engenharia.
O tempo é a principal causa do envelhecimento, mas não a única. As condições externas podem desempenhar um papel significativo neste processo.especialmente ambientes químicos agressivos com os quais o material entra em contato. Em condições normais de operação, ocorre um envelhecimento mecânico lento do metal, contra o qual os átomos do produto sofrem difusão.
Envelhecimento artificial
Como esse processo nem sempre leva à perda total do valor operacional do material, e também contribui para o crescimento de algumas qualidades, o envelhecimento artificial é frequentemente utilizado. Por exemplo, esta técnica é aplicada a ligas de alumínio e titânio para aumentar sua resistência. Este efeito é conseguido através do tratamento térmico. Se o envelhecimento natural do metal pode ocorrer muito lentamente, mesmo em temperatura ambiente normal, o processo artificial requer um endurecimento especial. Mas é importante levar em conta a diferença fundamental entre este método e a tecnologia de têmpera de metal. O envelhecimento em condições criadas artificialmente causa um aumento na dureza e resistência, mas também contribui para uma diminuição na ductilidade.
Medidas para prevenir o envelhecimento
Em princípio, este processo não pode ser interrompido. Mas é bem possível retardá-lo ou eliminar os fatores que estimulam o envelhecimento, com graus variados de sucesso. Por exemplo, em algumas indústrias, os metais de estruturas individuais são tratados periodicamente com soluções de proteção e polimentos, que minimizam o impacto de fatores operacionais negativos - químicos, temperatura, mecânicos, etc., dentroDependendo do tipo de estrutura ou peça, o mesmo tratamento térmico pode ser aplicado. Os soldadores, por exemplo, expõem as costuras a altas temperaturas a 600-650 °C. Esta técnica é mais semelhante à têmpera de metal, mas também reduz a intensidade do envelhecimento.
Corrosão química
O processo de ferrugem é mais perigoso para os metais em termos de mudanças nas qualidades técnicas e físicas. A corrosão pode ocorrer sob a influência de influência química ou eletroquímica na estrutura. E se o envelhecimento do metal for lento, a taxa de propagação da ferrugem pode ser muito alta dependendo das condições externas.
Os processos de corrosão química geralmente ocorrem nos casos em que o metal está em contato direto com soluções ácidas, meios gasosos, sais e álcalis. Estes são os promotores de corrosão mais ativos que sempre são encontrados no meio ambiente, mas em diferentes formas. Por fim, forma-se uma camada quebradiça e solta na área afetada, cuja presença reduz a durabilidade do material.
Corrosão elétrica
Neste caso, há um processo de interação espontânea dos produtos metálicos com o meio eletrolítico. No contexto, a peça sofre oxidação e o componente ativo líquido é restaurado. Tais processos podem ocorrer nos pontos de contato entre ligas que possuem cargas de eletrodos diferentes. Se nessas áreas houver sal ousoluções ácidas, então é formado um par galvânico, no qual a função de ânodo é realizada por um elemento com baixa carga de eletrodo. Assim, um alto potencial torna o metal um cátodo.
É importante notar que tanto o envelhecimento quanto a corrosão do metal podem ocorrer mesmo sem estimulantes fortes. Para ferrugem eletroquímica, é suficiente uma exposição mínima a um ambiente ácido, que também pode estar presente em ambientes fechados. Mas na maioria das vezes esses processos são submetidos ao elemento base dos carros. A causa da corrosão eletroquímica em tais situações pode ser entupimento de jatos de carburador, válvulas de combustível, violações na fiação de pares de equipamentos elétricos, etc.
Medidas de controle de corrosão
A maioria dos equipamentos de proteção é um revestimento externo, a partir do qual começa a destruição da estrutura. Para isso, podem ser usados revestimentos especiais, tintas, pós, esm altes e composições de vernizes. Uma barreira eficaz contra danos por corrosão também é formada por métodos de pré-galvanização antes de colocar uma estrutura ou peça em operação.
A preparação mais séria também envolve a liga. Tal modificação da estrutura, em particular, pode alterar a taxa de envelhecimento do metal, tanto para cima quanto para baixo. Existem também métodos especiais de alta tecnologia usados na produção e na indústria. Estes incluem phaoliting, desaeração e tratamento térmico de gás.
Conclusão
Os processos listados de destruição e mudanças na estrutura dos metais são apenas uma parte dos fenômenos que podem afetar as características do material. Um lugar especial entre eles é ocupado pelo efeito da fadiga. Este é um processo em que os danos acumulados gradativamente provocam um aumento das tensões na estrutura, o que posteriormente leva a uma perda das propriedades operacionais. Mas ao contrário do envelhecimento do metal, sua fadiga é quase sempre causada por influências físicas externas.
Para garantir que nenhum dos processos considerados tenha impacto negativo na estabilidade estrutural do produto, é necessário avaliar inicialmente sua suscetibilidade à influência de determinados fatores. Para isso, os tecnólogos desenvolvem métodos especiais para monitorar as peças, indicando suas qualidades técnicas e físicas fracas e fortes para materiais de projeto.
