Zamor metala postupak je postupnog nakupljanja mikroskopskih oštećenja u metalnoj strukturi pod utjecajem vanjskih čimbenika, koji dalje napreduju u sve veće i veće. To je česta pojava koja može dovesti do vrlo katastrofalnih rezultata.
Otkrivanje i opis pojave
Pionir fenomena bio je njemački rudarski inženjer Wilhelm Albert, koji je 1829. godine opisao trošenje metala na temelju rezultata svojih eksperimenata na primjeru opetovanih zavoja karika lanaca rudarskih dizalica na eksperimentalnom stroju koji je razvio. Međutim, pojam "zamor metala" uveo je tek 1839. godine francuski znanstvenik Jean-Victor Poncelet, koji je opisao smanjenje čvrstoće čeličnih konstrukcija pod utjecajem cikličnih naprezanja.
Nešto kasnije, njemački inženjer August Wöller dao je doprinos teoriji zamora metala, kao i dizajnu metalnih konstrukcija podvrgnutih cikličnim naprezanjima, objavljujući 1858. - 1870. rezultate pokusa sa željezom i čelikom u uvjetima ponovljene napetosti -kompresija. Rezultati njegovog istraživanja 1874. godine grafički je u obliku tablica predstavio njemački arhitekt Lewis Spangenberg. Od tada se vizualni prikaz dobivenog odnosa između amplituda naprezanja ciklusa i broja ciklusa prije razaranja metalne strukture naziva Völlerov dijagram.
Od tada je fenomen zamora metala dobio svoju jasnu definiciju kao proces nakupljanja tijekom vremena oštećenja metalne konstrukcije pod djelovanjem naizmjeničnih (obično cikličkih) naprezanja, što dovodi do promjene svojstava strukture, stvaranje pukotina u njemu, njihov progresivni razvoj i naknadno uništavanje materijala.
Posljedice umora metala
Progresivni zamor metala može dovesti do uništenja metalnih konstrukcija. U pravilu se to događa tijekom njihova rada (kada se provodi maksimalno opterećenje mehanizama), što može dovesti do nesreća i katastrofa, uključujući i ljudske žrtve. Primjeri nekih od najpoznatijih nezgoda:
- željeznička katastrofa u Versaillesu 1842. godine, uslijed koje je umrlo 55 ljudi (uzrok je lom umora osi lokomotive).
- pad brzog električnog vlaka ICE u blizini komune Eschede u Njemačkoj 1998. godine, uslijed čega je 101 osoba umrla, a 88 ozlijeđena (pri brzini od 200 km / h kotač je pukao u vlaku).
- nesreća na HE Sayano-Shushenskaya 2009. godine (uzrok su oštećenja od umora na pričvrsnim mjestima hidroelektrane stanice, uključujući poklopac turbine).
Prevencija umora od metala
Zamor metala obično se sprječava modificiranjem dijelova metalne konstrukcije kako bi se izbjeglo ciklično opterećenje ili zamjenom materijala koji se koriste u konstrukciji materijalima manje sklonim umoru. Također, primjetan porast izdržljivosti konstrukcije pružaju neke metode kemijsko-toplinske obrade metala (nitriranje, nitrokarbiranje itd.). Druga metoda sprječavanja zamora metala je termičko raspršivanje, koje stvara tlačni pritisak na površini materijala, što pomaže u zaštiti metalnih dijelova od loma.
