Aşınma türleri: aşınmanın sınıflandırılması ve özellikleri

2025 Yazar: Howard Calhoun | calhoun@techconfronts.com. Son düzenleme: 2025-01-24 13:26

Aşınma, çeşitli çiftlerin sürtünme yüzeylerinin kademeli olarak yok edilmesi olarak anlaşılır. Birçok aşınma türü vardır. Çeşitli nedenlerden kaynaklanırlar. Ancak hepsinin ortak bir yanı var - parçacıklar temel malzemeden ayrılıyor. Bu, mekanizmaların işleyişinde bir aksamaya yol açar ve diğer durumlarda bozulmalarına neden olabilir. Eklemlerdeki boşluklar artar, önemli bir geri tepme oluşması sonucu inişler atmaya başlar. Bu makale ana aşınma türlerini tartışıyor, özelliklerini ve genel sınıflandırmasını veriyor.

Abraziv aşınmanın özellikleri

Aşındırıcı, diğer daha az sert malzemeleri çizmeye yetecek önemli bir sertliğe sahip, doğal veya yapay kaynaklı, ince dağılmış bir malzemedir.

Yüzey tabakasının yapısının ve bütünlüğünün bozulduğu yüzey aşınması türükatı mikropartiküllerle etkileşime aşındırıcı denir. Bu tür bir tahribat için sürtünme hızının çok önemli olması gerektiği (saniyede birkaç metre) iptal edilmelidir. Uzun çalışma süresine rağmen, daha düşük hızlarda ve sıkıştırma kuvvetlerinde bile tahribat meydana gelir.

Aşındırıcı maddelerin rolü hem sabit nesneler (çeliklerin ve alaşımların katı fazları) hem de sürtünme yüzeylerinin (kum, toz ve diğerleri) temas bölgesine düşen hareketli yabancı parçacıklar olabilir.

Aşağıdaki faktörler, aşındırıcı aşınma miktarını ve yoğunluğunu etkiler:

• aşındırıcı parçacıkların kökeninin doğası;
• mekanizma çalışma ortamı (saldırganlık derecesi);
• Sürtünme çiftlerinin malzeme özellikleri;
• darbe yükleri;
• sıcaklık göstergeleri ve diğerleri.

Sert parçacıklar (taneler) ile aşınma

Bu tür mekanik aşınma, aşındırıcı tanecikler metal veya diğer malzemelerle temas ettiğinde meydana gelir. Bu tür parçacıkların sertlik indeksi, metalin kendisinin sertlik indeksini önemli ölçüde aşmaktadır. Bu, sürtünme çiftlerinin malzemelerinin deformasyonuna, yorulma gerilmelerinin oluşmasına ve yüzey aşınmasına yol açar.

Mekanizma, sık değişen yük koşulları altında çalışıyorsa, aşındırıcının zararlı etkilerinin etkisi artar. Bu durumda, aşındırıcı parçacık metal yüzeyinde yalnızca iz bırakmakla kalmaz, aynı zamanda oyuklar da bırakır.

Aşındırıcı maddenin fraksiyonundaki artışla,aşındırıcı aşınma. Aşındırıcı parçacıklar çok serttir, ancak aynı zamanda kırılgandır. Bu nedenle, büyük gövdeler daha küçük gövdeler haline getirilebilir.

Oksidatif aşınmanın özellikleri

Bu tür aşınma, sürtünme sonucu yüzeyden hızla ayrılan sürtünme parçalarının yüzeyinde gevşek bir oksit filmi göründüğünde meydana gelir. Çoğu mühendislik malzemesi, yüksek sıcaklıklarda havada oksitlenme eğilimindedir. Bu nedenle, yağlama olmadan ve soğutma sistemi olmadan çalışan mekanizmalar bu tür parça aşınmasına maruz kalır.

Oksit filmin yıkım hızı ve oluşum hızı ne kadar yüksek olursa, yüzeylerin aşınması o kadar yoğun olur.

Bu tür aşınma, menteşeli ve cıvatalı bağlantılar, çeşitli süspansiyon mekanizmaları ve aslında yağlama olmadan çalışan tüm üniteler için tipiktir.

Sürtünme hızının artmasıyla sürtünen yüzeylerin sıcaklığı artar. Bu, yıkıcı süreçlerin yoğunlaşmasına yol açar. Şok yüklerindeki artış da benzer bir etkiye sahiptir.

Plastik deformasyon nedeniyle aşınma

Makine parçalarının bu tür aşınması, yüksek yüklü üniteler için tipiktir. Özü, önemli yüklerin etkisi altında ürünün geometrik şekillerini değiştirmede yatmaktadır.

Anahtarlı ve yivli bağlantıların yanı sıra dişler, pimler vb. için en tipik olanıdır.

Benzerdişli mafsallarında da deformasyonlar meydana gelebilir. Ve hızlı olmaları gerekmez. Yük burada kilit faktördür.

Genellikle bu tür deformasyonlar, vagonların raylarında ve tekerleklerinde görülür. Önlemek için, yapısal elemanların zamanında önlenmesi ve incelenmesini organize etmek gerekir.

Yongalanma nedeniyle aşınma

Yongalanmanın bir sonucu olarak sözde aşınmayı gözden kaçırırsak, sunulan aşınma türleri sınıflandırması tamamlanmayacaktır. Özü aşağıdaki gibidir. Şiddetli (belki de aşırı) çalışma koşulları altında, sürtünme parçalarının yüzey katmanları yapısal ve faz dönüşümlerine uğrar. Farklı durumlarda nedenler, yüksek sıcaklıklar, ısıtma ve soğutma koşulları, yüksek basınç ve diğerleridir. Ortaya çıkan katmanların özellikleri, orijinal malzemenin özelliklerinden önemli ölçüde farklıdır. Kural olarak, bu fazlar kırılgandır ve yük altında kırılır.

Böylece, yağlama olmadan sürtünme sırasında çelik ve dökme demir üzerinde karakteristik beyaz çizgiler oluşur. Bu alanlar, alkol içindeki bir nitrik veya hidroflorik asit çözeltisiyle bile dağlanamaz. Metal bilimi alanındaki uzmanlar bu oluşumu beyaz tabaka olarak adlandırmaktadır. Oldukça yüksek bir Rockwell sertliğine sahiptir ve çok kırılgandır. Bir laboratuvar beyaz tabakanın faz ve yapısal analizini gerçekleştirdi. Martensit ve sementitin mekanik bir karışımı olduğu ortaya çıktı. Ayrıca az miktarda ferrit içerir. İçinde en son şeyküçük ve sertliği az altamaz.

Bu maddenin oluşumuna (sentezi), zararlı iç çekme ve sıkıştırma kuvvetlerinin ortaya çıkması eşlik eder. İç gerilmelerin vektörleri parçadaki dış yükler ile çakıştığında, yüzeyinde beyaz tabaka alanında küçük çatlaklar oluşur. Bu mikro çatlaklar, bir bütün olarak ürünün kırılgan kırılmasına yol açan stres yoğunlaştırıcılar ve akümülatörlerdir.

Korozyonla Aşınma

Bu işlem birbiriyle yakın temas halinde olan yüzeylerde gerçekleşir. Nedeni dalgalanmalardır. Sürtünme çiftinin gövdelerinin malzemelerinin çok farklı olabileceği unutulmamalıdır (metal-metal veya metal olmayan metal).

Bu fenomen, cisimlerin minimum yer değiştirmelerinde (yaklaşık 0,025 mikrometre) zaten meydana gelir.

Dalgalanmaların bir sonucu olarak, yüzeylerde büyüyen ve yüzey tabakasının tahribatına yol açan korozyon merkezleri ortaya çıkar.

Titreşimli kavitasyonla aşınma

Bu tür aşınma, ürünler sıvı bir ortamda çalıştığında meydana gelir. Bir sıvı jeti bir makinenin veya mekanizmanın bir parçasına çarptığında da meydana gelebilir. Sürecin fiziği aşağıdaki gibidir. Faz sınırındaki (sıvı ve katı arasındaki) sıvı basıncı düşer, bu da kavitasyon kabarcıklarının ortaya çıkmasına neden olur. Bu aşınmanın yoğunluğu akışkandaki hava içeriğine ve dış basınca bağlıdır.

Ses titreşimi katalizör görevi görebilir. Bu durumda özellikle zararlı olan ultrasonik spektrumun titreşimleridir. Çok sık olarak, içten yanmalı motorların sürtünme parçalarında böyle zararlı bir fenomen meydana gelir. Araştırmalar, sonik kavitasyonun sürtünmeden üç ila dört kat daha hızlı yıprandığını gösteriyor.

Termal çatlama nedeniyle aşınma

Bu sorun, vagonların ve lokomotiflerin tekerlekleri için tipiktir. Trenin hareketi sırasında sürücü genellikle yavaşlamak zorunda kalır. Bu, tekerleklerin kaymasına ve ısınmasına neden olur. Hız arttığında, sürtünme yüzeyi oldukça hızlı bir şekilde soğur. Bu tür termal döngü, tekerleğin yüzeyinde birçok çatlak oluşumuna yol açar. Bu, ürünün aşınmasını önemli ölçüde hızlandırır. Şu anda demiryolu tekerleklerinin üretiminde özel alaşımlı çelikler kullanılmaktadır. Ancak daha önce sıradan kalitede çelik kullanıldı. Bugün hala birçok trende eski tekerlekler kullanılıyor, bu yüzden bu sorun hala geçerli.

Termal çatlaklarla başa çıkma yolları

Termal çatlaklarla mücadelede en etkili önlem yoğun soğutma sağlamak olacaktır. Bunun için özel yağlar ve gresler kullanılabilir. Tren tekerlekleri söz konusu olduğunda, bu önlem bariz nedenlerden dolayı uygun değildir. Bu durumda, malzemenin kimyasal bileşimi üzerinde oynayabilir ve bu açıdan daha uygun bir çelik kalitesi seçebilirsiniz. Bazı alaşımlı çelik kaliteleri düşük genleşme katsayısına sahiptir. Ve bu özellik avantaj sağlamak için kullanılabilir.

Bazılarıerozyon aşınma özellikleri

Sürtünme ve aşınma türleri göz önüne alındığında, erozyon aşınması denen şeyi gözden kaçıramayız. Basit bir ifadeyle bu, çevrenin etkisi altında yüzeylerin tahribatıdır.

Mühendislikte bu kavram, çevresel faktörlerin etkisi altında makine parçalarının ve mekanizma düzeneklerinin yüzeylerinin tahrip olmasını ifade eder. Bu tür etki faktörleri arasında hava ve sıvı akışları, buhar veya çeşitli gazlar bulunur. Aşınmanın nedeni, daha önce olduğu gibi sürtünmedir. Sadece bu durumda yüzeyde aşındırıcı parçacıklar değil, gaz veya sıvı moleküller etki eder.

Mikro çatlaklar bu işlem sırasında görünür. Yüksek basınç altında sıvı ve buhar molekülleri içlerine nüfuz eder ve ürünlerin tüm yüzey katmanlarının tahrip olmasına katkıda bulunur.

Sıvı veya buhar ayrıca süspansiyonda aşındırıcı parçacıklar içerebilir. Bu durumda böyle bir karışım aşındırıcı-aşındırıcı tahribat ve aşınmaya neden olacaktır.

Yorgunluk aşınması ve özellikleri

Aşınma türleri ve geometri ihlalleri çok çeşitlidir. Tasarım mühendisleri ve makine mühendisleri için pek çok sorun, parçaların yüzeylerindeki yorulmadan kaynaklanan pullanmalardan kaynaklanır. Bu "hastalık" çok sinsidir. Yorulma patlaması olgusu, alternatif yük koşulları altında uzun süre çalışan parçalarda meydana gelir. Bu, dişli mafsallarının karakteristik bir "hastalığıdır".

Bu tür aşınmaya, yüzeyde çatlakların başlaması ve bunların nüfuz etmesi eşlik eder.ürünün derinliklerine Bu tür mikro çatlaklardan oluşan bir ağ, önemsiz bir yüzey alanında görünür. Basınç ve sıcaklıkların etkisi altında, ana gövdeden küçük, farklı metal parçaları dökülür ve düşer. Bu süreçte önemli bir rol, mikro çatlaklara nüfuz eden ve yıkımı teşvik eden yağlayıcı (yağ) tarafından oynanır.