Zamor metala je proces postepenog nakupljanja mikroskopskih oštećenja u metalnoj strukturi pod uticajem spoljnih faktora, koji dalje napreduju ka većim i većim. 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 na osnovu rezultata svojih eksperimenata opisao trošenje metala na primjeru opetovanih zavoja karika lanaca rudarskih dizalica na eksperimentalnoj mašini koju je razvio. Međutim, izraz "zamor metala" uveo je tek 1839. godine francuski naučnik 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 u 1858-1870 rezultatima eksperimenata sa gvožđem i čelikom u uvjetima ponovljene napetosti -kompresija. Rezultati njegovog istraživanja 1874. godine grafički je u obliku tabela predstavio njemački arhitekta 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 cikličnih) naprezanja, što dovodi do promjene svojstava strukture, stvaranje pukotina u njemu, njihov progresivni razvoj i naknadno uništavanje materijala.
Posljedice zamora metala
Progresivni zamor metala može dovesti do uništenja metalnih konstrukcija. To se u pravilu događa tijekom njihovog rada (kada se izvrši maksimalno opterećenje mehanizama), što može dovesti do nesreća i katastrofa, uključujući i ljudske žrtve. Primjeri nekih od najpoznatijih incidenata:
- Versajska željeznička katastrofa 1842. godine, uslijed koje je umrlo 55 ljudi (uzrok je lom umora osi lokomotive).
- pad velike brzine električnog vlaka ICE u blizini komune Eschede u Njemačkoj 1998. godine, uslijed čega je 101 osoba umrla, a 88 je ranjeno (pri brzini od 200 km / h pukla je guma na vozu)
- nesreća na HE Sayano-Shushenskaya 2009. godine (uzrok su oštećenja od umora na tačkama montiranja hidroelektrane stanice, uključujući poklopac turbine).
Sprečavanje umora od metala
Zamor metala obično se sprečava modificiranjem dijelova metalne konstrukcije kako bi se izbjeglo ciklično opterećenje ili zamjenom materijala koji se koriste u konstrukciji materijalima manje sklonim umoru. Takođe, primetan porast izdržljivosti konstrukcije pružaju neke metode hemijsko-termičke obrade metala (nitriranje, nitrokarburiranje itd.). Druga metoda sprečavanja zamora metala je termičko raspršivanje, koje stvara tlačni pritisak na površini materijala, što pomaže u zaštiti metalnih dijelova od loma.
