金属疲労の原因と用途

人々が目にする金属は、輝いて丈夫に見え、機械、兵器、船舶、飛行機などに広く使われていますが、実は金属にも欠点があります。さまざまな外力が繰り返し作用すると疲労が発生することがあります。また、疲労は一度発生すると回復することができないため、非常に深刻な結果を引き起こします。実際の経験から、金属疲労は非常に一般的な現象であることが証明されています。 150 年以上にわたる統計によると、金属部品の損傷の 80% 以上は疲労によって引き起こされます。人々の日常生活においても、金属疲労は害を及ぼします。道路を歩いていた自転車のフロントフォークが突然折れ、自転車が横転して人に怪我をさせた。調理中にアルミ製のスコップが折れたり、掘るときにスコップが折れたり、掘るときにピックが真っ二つに割れたりすることも珍しくありません。

金属疲労はなぜ破壊的な影響をもたらすのか？これは、金属の内部構造が均一ではないため、応力の伝達がアンバランスになり、部分的に応力集中部が発生してしまうためです。同時に、金属内部の欠陥には小さな亀裂が多数存在します。力が継続的に作用すると、亀裂はどんどん大きくなり、応力を伝達できる材料の部分がどんどん減っていき、最終的には残りの部分が荷重を伝達できなくなり、金属部品が完全に破壊されてしまいます。破壊されました。 100 年以上前に、人々はさまざまな側面で金属疲労によって引き起こされる損傷を発見しました。しかし、技術が遅れているため、疲労損傷の原因はまだ特定できません。顕微鏡と電子顕微鏡が登場して初めて、人類は金属疲労の秘密を明らかにする途上で新たな成果を上げ続け、この敵に対処する独創的な方法を持っていました。
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耐金属疲労性を高めるには、金属材料に各種の「ビタミン」を添加することが有効です。たとえば、鉄鋼や非鉄金属に希土類元素を万分の数部または百万分の数部添加すると、これらの金属の耐疲労性が大幅に向上し、耐用年数が延長されます。科学技術の発展に伴い、金属の疲労強度を高めて疲労損傷を防ぐ「金属免疫療法」という新たな技術が登場しました。さらに、金属コンポーネントでは、弱いリンクを最小限に抑える必要があり、錆を避けるために表面仕上げを高めるためにいくつかの補助プロセスを使用することもできます。振動を発生する機械装置は、金属疲労の可能性を軽減するために振動対策を講じる必要があります。必要に応じて、金属の内部構造を検査することも、金属疲労を防ぐのに非常に役立ちます。
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金属疲労による亀裂は人類に災いをもたらす。ただし、他の用途もあります。金属の疲労破壊特性を利用したスト​​レスブレーカーマシンが誕生しました。さまざまな特性を持つ金属および非金属を加工して、特定の切断で疲労破壊を生成することができます。この加工にかかる時間はわずか1～2秒で、難削材ほどニーズに応えやすい加工となります。