Únava materiálu

Mechanické porušenie kovov

Korózia · Tečenie · Únava

Únava materiálu je degradácia materiálu cyklickým namáhaním súčiastky mechanickým zaťažením, ktoré ak je rozkmit amplitúdy napätia väčší ako medza únavy vedie k iniciácii trhliny, jej šíreniu a nakoniec k lomu, ktorý má zväčša krehký charakter. Rýchlosť šírenia sa trhlín je popísana Parisovím-Erdoganovým zákonom, podľa ktorého je úmerná mocnine (podľa viacerých modelov štvrtej) faktora intenzity napätia

$K=\sigma {\sqrt {\pi c}}$.

Faktor intenzity napätia je kritériom lineárnej lomovej mechaniky. Nato aby sa tzv. dlhá trhlina mohla šíriť, musí sa dosiahnuť prahová hodnota faktoru intenzity napätia. Krátke trhliny sa môžu šíriť aj pod prahovou hodnotou ak je dosiahnuté kritické napätie - medza únavy. Ak je súčiastka namáhaná pod medzou únavy, nedôjde teda k jej porušeniu. Pri väčších napätiach dôjde k porušeniu po určitom aplikovanom počte zaťažujúcich cyklov. Závislosť počtu cyklov do lomu na amplitúde napätia sa vyjadruje tzv. Wöhlerovou krivkou. Súčiastka porušená únavou je charakterizovaná žliabkovaným reliéfom lomovej plochy tzv. striáciami, čo je najcharakteristickejšou črtou únavového poškodenia. Únava je veľmi nebezpečný proces poškodenia materiálu, pretože môže poškodiť súčiastky, ktoré pracovali mnoho rokov bez náznaku porušenia.

Teória

Lomový povrch únavou porušenej súčiastky

Únavovy proces je pripisovaný kumulatívnej disipácii mikroplastickej deformácie. Pri zaťažení súčiastky a jej následnom odľahčení nedochádza k odľahčeniu tou istou cestou, ako bola vzorka zaťažovaná, ale vytvára sa na diagrame deformácia - zaťaženie hysterézna slučka. Jej plocha je mierou rozptýlenej energie anelastickými procesmi. Postupnou kumuláciou takýchto mikro deformácii sa nahromadí dostatok vnútornej energie pre iniciáciu únavovej trhliny. K šíreniu trhlín dochádza striedavým sklzom dislokácií na dvoch kryštalografických rovinách prechádzajúcich špičkou trhliny.

Iné projekty

Commons

• Commons ponúka multimediálne súbory na tému Únava materiálu