منظور از خزش فلز چیست؟
دسترسی سریع به محتوی این مطلب
خزش، نوعی تغییر شکل فلز است و فلزاتی که بیش از حد دچار این نوع از تغییر شکل می‌شوند، اغلب به طور کامل آسیب می‌بینند. این فرآیند، اساساً در دماهای بالا و در تنش‌هایی پایین‌تر از مقاومت تسلیم فلز رُخ می‌دهد. آگاهی در مورد این موضوع هنگام انتخاب فلزات، می‌تواند از آسیب‌ها و عواقب جدی ناشی از این پدیده جلوگیری کند. در این مطلب قرار است در مورد خزش فلز صحبت کنیم.
مراحل خزش فلز
مکانیسم‌های عمل خزش پیچیده است، ولی می‌توان آن‌ها را به سه مرحله تقسیم کرد:
مرحله‌ی اول: خزش اولیه
خزش اولیه، ابتدا طی فرآیند تغییر شکل اتفاق می‌افتد. در این مرحله، تغییر شکل الاستیک (برگشت‌پذیر) آغاز می‌شود. تغییر شکل الاستیکی در نتیجه‌ی کشش پیوند اتمی رُخ می‌دهد و دائمی نیست. بعد از این فرآیند، تغییر شکل پلاستیک اتفاق می‌افتد. طی مراحل اولیه، تغییر شکل به سرعت اتفاق می‌افتد و سپس با گذشت زمان، آهسته پیش می‌رود. علت کاهش سرعت خزش در پایان مرحله‌ی اولیه، سخت‌کاری سطح می‌باشد.
مرحله‌ی دوم: خزش ثانویه
به محض آن که سرعت کُرنش، شروع به ثابت‌شدن کند، مرحله‌ی ثانویه‌ی خزش شروع می‌شود . تغییر شکل، طی این مرحله، نسبتاً آهسته‌تر از مرحله‌ی اول و سوم خزش اتفاق می‌افتد. در طول مرحله‌ی ثانویه، سرعت خزش، ثابت و نسبتاً آهسته باقی می‌ماند؛ چرا که هنوز هیچ آسیب ریزساختاری رُخ نداده است.
مرحله‌ی سوم : خزش سوم
مرحله‌ی خزش سوم، مرحله‌ی نهاییِ تغییر شکل خزش است. این مرحله، زمانی شروع می‌شود که آسیب به ریزساختار فلز وارد می‌شود. پس از آن که حفرههای ریزساختاری به اندازه‌ی کافی ایجاد شدند، نهایتاً فلز می‌شکند و به طور کامل آسیب می‌بیند.
متأسفانه آسیب ناشی از خزش، مکرراً اتفاق می‌افتد و سازه‌ها و جان انسان را به خطر می‌اندازد؛ اما خوشبختانه روش‌های مختلفی وجود دارد که به کمک آن‌ها می‌توان آثار این پدیده را تا حدودی کاهش داد.
نمونه‌های متداول خزش فلز
خزش در برخی از مصارف، بیشتر دیده می‌شود. اجزاء موتور خودروهای خاص، در معرض فشار و دمای بالای ناشی از احتراق موتور قرار دارند و ممکن است دچار خزش شوند. از عمده‌ترین نمونه‌های خزش فلزات، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- تجهیزات کارخانجات تولید انرژی هسته‌ای
- اجزای موتورهای صنعتی
- رشته‌های فلزی حرارت‌دیده
- اجزاء موتور جت و لوله‌کشی، تحت فشار و دمای بالا
چگونه از وقوع خزش جلوگیری کنیم؟
با استفاده از چندین روش متفاوت، می‌توان آثار مخرب خزش را کاهش داد:
- کاهش دمای عملیات فلزکاری (البته این روش همیشه امکان‌پذیر نیست.)
- کاهش فشار ثابتی که فلز باید تحمل کند، اما این روش هم بسته به نوع کاربرد، ممکن است در برخی از موارد امکان‌پذیر نباشد.
- استفاده از فلزی با دانه‌های بزرگ
- افزودن عناصر آلیاژی خاص به فلزات خاص
- حذف حفرههای خالی از ریزساختار فلز
سخن پایانی
همان طور که در این مطلب گفتیم، خزش پدیده‌ای است که باعث تغییر شکل برگشت‌ناپذیر فلزات، قبل از رسیدن به تنش تسلیم می‌شود و از این حیث، منحصر به‌فرد است. همچنین در مورد متداول‌ترین فلزاتی که در معرض خزش هستند، صحبت شد. معمولاً مصارفی که در معرض تنش و دمای بالا هستند، به خزش حساس می‌باشند و به نوعی باید با روش‌های مختلف از این پدیده جلوگیری کرد.