Keletihan logam adalah proses pengumpulan kerosakan mikroskopik secara beransur-ansur dalam struktur logam di bawah pengaruh faktor luaran, yang terus berkembang menjadi yang lebih besar dan lebih besar. Ini adalah kejadian yang kerap yang boleh membawa kepada hasil yang sangat buruk.
Pengesanan dan penerangan fenomena tersebut
Pelopor fenomena itu ialah jurutera perlombongan Jerman Wilhelm Albert, yang pada tahun 1829 menggambarkan pemakaian logam berdasarkan hasil eksperimennya menggunakan contoh lengkungan berulang dari rantai kerekan lombong pada mesin eksperimen yang dikembangkannya. Namun, istilah "keletihan logam" diperkenalkan hanya pada tahun 1839 oleh saintis Perancis Jean-Victor Poncelet, yang menggambarkan penurunan kekuatan struktur keluli di bawah pengaruh tekanan siklik.
Tidak lama kemudian, jurutera Jerman August Wöller memberikan sumbangan kepada teori keletihan logam, serta reka bentuk struktur logam yang mengalami tekanan siklik, menerbitkan pada tahun 1858-1870 hasil eksperimen dengan besi dan keluli dalam keadaan ketegangan berulang -kompresi. Hasil penyelidikannya pada tahun 1874 disajikan secara grafik dalam bentuk jadual oleh arkitek Jerman Lewis Spangenberg. Sejak itu, gambaran visual hubungan yang diperoleh antara amplitud tegangan kitaran dan bilangan kitaran sebelum pemusnahan struktur logam disebut rajah Völler.
Sejak itu, fenomena keletihan logam telah mendapat definisi yang jelas sebagai proses pengumpulan dari masa ke masa kerosakan struktur logam di bawah tindakan tegangan bergantian (biasanya siklik), yang menyebabkan perubahan sifat struktur, pembentukan keretakan di dalamnya, perkembangan progresif dan pemusnahan bahan seterusnya.
Akibat daripada keletihan logam
Keletihan logam yang progresif boleh menyebabkan pemusnahan struktur logam. Sebagai peraturan, ini terjadi semasa operasi mereka (ketika beban maksimum pada mekanisme dilakukan), yang dapat menyebabkan kemalangan dan bencana, termasuk dengan korban jiwa. Contoh beberapa kejadian yang paling terkenal:
- bencana kereta api Versailles pada tahun 1842, akibatnya 55 orang meninggal (penyebabnya adalah patah keletihan sumbu lokomotif).
- kemalangan ICE kereta api elektrik berkelajuan tinggi berhampiran komune Eschede di Jerman pada tahun 1998, akibatnya 101 orang mati dan 88 cedera (dengan kecepatan 200 km / jam tayar roda pecah di kereta api).
- kemalangan di Sayano-Shushenskaya HPP pada tahun 2009 (penyebabnya adalah kerosakan keletihan pada titik pemasangan unit hidroelektrik stesen, termasuk penutup turbin).
Pencegahan keletihan logam
Keletihan logam biasanya dicegah dengan mengubah bahagian struktur logam untuk mengelakkan pemuatan siklik, atau dengan mengganti bahan yang digunakan dalam struktur dengan bahan yang kurang rawan keletihan. Juga, peningkatan daya tahan struktur yang ketara ditunjukkan oleh beberapa kaedah rawatan kimia-termal logam (nitriding, nitrocarburizing, dll.). Kaedah lain untuk mencegah keletihan logam adalah penyemburan haba, yang menimbulkan tekanan mampatan pada permukaan bahan, yang membantu melindungi bahagian logam dari patah.
