DEGRADACJA

MATERIAŁÓW

Zmęczenie materiałów

• Polegają na wielokrotnym obciążaniu próbki

wywołującym zmienny stan naprężeń

• Zmienność w czasie t wyraża się częstotliwością,

wielkością i ordzjem naprężeń oraz współczynnikiem
asymetrii cyklu R =

σ

min

/

σ

maks

• Średnie naprężenie

σ

m

=

σ

min +

σ

maks

/ 2

• Nieograniczona wytrzymałość

zmęczeniowa ZG

• Graniczna liczba cykli NG (podstawa próby

zmęczeniowej) 10

7

– 10

8

cykli

• Ograniczona wytrzymałość zmęczeniowa

Wykresy zmęczeniowe Woehlera

Zjawiska towarzyszące

zmęczeniu metali

• Lokalne odkształcenie plastyczne z

pasmami poślizgu i bliźniakami oraz
ekstruzjami (wyciśnięciami) i intruzjami
(wciśnięciami)

• Cykliczne umocnienie i osłabienie
• Zarodkowanie, rozwój i łączenie się

mikropęknięc zmęczeniowych

Wysokotemperaturowe

niszczenie materiałów

• Pełzanie
• Zmęczenie mechaniczne
• Zmęczenie cieplne

Żarowytrzymałość

Wyczerpanie i uszkodzenie w

wyniku pełzania

• Wyczerpanie: utrata zdolności materiału

wskutek odkształcenia plastycznego w
wyniku pełzania

• Uszkodzenie: nieodwracalne zmiany

struktury, spowodowane przez
oddziaływanie temperatury i naprężenia
mechanicznego

Korozja

• Oddziaływanie fizykochemiczne i

elektrochemiczne między materiałem a
środowiskiem, w wyniku którego następuje
pogorszenie własności materiału

• Korozja: ogólna, lokalna, selektywna,

międzykrystaliczna, naprężeniowa,
zmęczeniowa i wodorowa, gazowa

Mechanizmy

• Korozja ogólna: różnica potencjałów między mikroanodami i

mikrokatodami

• Korozja galwaniczna: różnica potencjałów między dwoma obszarami

konstrukcji

• Korozja lokalna wżerowa i szczelinowa: różnica potencjałów między

wnętrzem wżeru (szczeliny) a resztą metalu

• Korozja selektywna: selektywne rozpuszczanie się jednej z faz stopu

(grafityzacja żeliw, odcynkowanie mosiądzów)

• Korozja międzykrystaliczna: różnica potencjałów między obszarem

granicy ziarna a wnętrzem ziarna

• Korozja naprężeniowa, zmęczeniowa, wodorowa: wynik

współdziałania czynnika agresywnego i naprężeń

• Korozja gazowa: wynik reakcji chemicznej metalu i środowiska

Zużycie tribologiczne

• Zużycie spowodowane procesami tarcia, w

którym następuje zmiana masy oraz
struktury i własności fizycznych warstw
wierzchnich

• Zużycie: adhezyjne, ścierne, scuffing, z

udziałem utleniania, zmęczeniowe

• Zużycie ścierne: gdy w obszarach współpracujących elementów są

obecne utwierdzone lub luźne cząstki ścierniwa albo nierówności
materiału

• Zużycie adhezyjne: lokalne sczepianie się powierzchni trących w

mikroobszarach, zwłaszcza najwyższych wierzchołków chropowatości
i następnie ich rozrywanie

• Scuffing: gwałtowne zużycie w wyniku przerwania warstwy olejowej

lub zbyt małej jej grubości w stosunku do wysokości nierówności
(elementy zużycia ściernego i adhezyjnego)

• Zużycie zmęczeniowe: wynik cyklicznego oddziaływania naprężeń

kontaktowych w warstwach wierzchnich (przez łuszczenie – spalling
oraz gruzełkowe – pitting)

• Fretting: zużycie ścierne wskutek drgań o bardzo małych amplitudach