Aşınma, zamanla malzemelerin bozulmasına neden olan güçlü bir etkidir. Mutfak bıçaklarından ayakkabı tabanlarına, ağır maden ekipmanının kepçe dişlerine kadar her şeyi etkiler. Aslında, bir malzemenin yüzeyi başka bir yüzeye sürtündüğünde, her iki malzeme de zarar görür. Bu makale, aşınmanın ne olduğunu, aşınma direncinin ne olduğunu ve ürün tasarımlarınızda aşınmayı nasıl hesaba katacağınızı açıklamaktadır.
Aşınma Nedir?
Aşınma, mekanik bir kuvvetin etkisiyle bir şeyin yüzeyinde malzemenin yavaş yavaş şekil değiştirmesi veya malzemenin yüzeyinden kaldırılmasıdır. Triboloji adı verilen aşınma, sürtünme ve yağlama alanında, bir malzemeyi etkileyen aşınma türü genellikle dört temel aşınma alt başlığı kullanılarak tanımlanır.
- Yapışkan aşınma: Bir malzemenin yüzeyinden kopan parçacıkların başka bir malzemenin yüzeyine yapışarak transfer olmasıyla oluşan aşınmadır.
- Sürtünmeli aşınma: Sert parçacıkların veya pürüzlü bir yüzeyin başka bir yüzeye kayması veya bastırılmasıyla oluşan aşınmadır.
- Korozyon aşınması: Bir malzemenin yüzeyini parçalamak için korozyonun ve aşınmanın birlikte çalışmasıdır. Korozyon açığa çıkan yüzeyi zayıflatır, ardından korozyon ürünleri mekanik kuvvetlerle aşınarak korozyonun daha derinlere nüfuz etmesine izin verir.
- Yüzey yorgunluğu: Malzemenin yüzeyinde mikro çatlakların oluşmasına neden olan döngüsel yüklenmeyle oluşan aşınmadır. Bu mikro çatlaklar, aşınma sırasında malzemenin yüzeyinden "talaş" kopmasına izin verir.
Bu aşınma mekanizmalarından hangisinin etkili olduğuna bağlı olarak, belirli bir malzemenin maruz kaldığı aşınma hızı, benzersiz malzeme özelliklerine dayanarak önemli ölçüde daha hızlı veya daha yavaş olabilir. Aşınma hızı ayrıca uygulanan aşınma kuvvetlerinin büyüklüğü, maruz kalma sıklığı, çevrenin sıcaklığı ve birçok diğer faktörden etkilenir.
Aşınma Direnci Ne Anlama Gelir?
Aşınma, bir malzemenin zamanla ve yavaşça parçalanma sürecidir, bu nedenle aşınma direnci, bir ürünün veya malzemenin aşınmayı ne kadar iyi azaltabildiğini ifade eder. Bu, parçaların ve ürünlerin kullanım ömrünü uzatmak için önemli bir kalite özelliğidir. Bir malzemenin sertliğinin aşınma direncini belirleyen temel faktör olduğunu düşünen birçok kişi olsa da, bu faktör aynı zamanda birkaç diğer karmaşık etken tarafından da büyük ölçüde etkilenir. Bu etkenler malzemenin kayganlığı, yüzey pürüzlülüğü ve sürtünme katsayısı gibi çeşitli durumlara bağlı olarak değişebilir. Bir malzemeyi etkileyen aşınma türü bile aşınma hızını etkileyebilir, çünkü bazı malzemeler belirli aşınma türlerine daha yatkındır. Örneğin, sade karbon çeliği gibi bir malzeme, yüksek düzeyde korozyona dayanıklı paslanmaz çelikten daha fazla korozyon aşınmasına karşı duyarlıdır.
Bir ürünün nasıl kullanıldığı da aşınmaya karşı direncini etkileyebilir. Birçok rulmanın, rulman ile diğer parçalar arasında bir film oluşturmak için temiz yağ veya uygun bir yağlayıcıya ihtiyacı vardır. Uygun şekilde bakımı yapıldığında, genellikle uzun süre dayanırlar. Ancak rulmanlar "kendinden yağlamalı" bir malzemeden yapılmadıkça, uygun bir yağlayıcı olmadan kullanmak ekipmanın hızla bağlanmasına ve rulmanların aşınmasına neden olur. Genel olarak, aşınmayı ve aşınma direncini anlamak, bir dizi faktör arasındaki karmaşık ilişkileri anlamayı gerektirir. Ancak basit bir ifadeyle, ürününüzün amaçlanan kullanım süresince yeterli aşınma direncine sahip olmasını sağlamak, aşınmayı baştan itibaren tasarımda dikkate almak anlamına gelir.
Aşınma Direnci Yüksek Olan Materyaller Nelerdir?
Şunu kabul etmek gerekir ki mükemmel aşınma direncine sahip bir malzeme bulunmamaktadır ve her durumda birçok değişkene (malzeme kombinasyonu, temas basıncı, çevre, sıcaklık vb.) bağlıdır. Malzemenin sertliği, malzemenin aşınma direnciyle ilişkilidir. Eğer malzemenin sertliği, aşındırıcı malzemenin sertliğinden daha düşükse, aşınma hızı yüksek olacaktır. Malzemenin sertliği, aşınma direncinde önemli bir rol oynar. Bazı malzemeler özel aşınma özellikleri sergiler:
-
Kendinden Yağlamalı Malzemeler
Bu malzemeler, sürtünmeyi ve aşınmayı azaltmaya yardımcı olan dahili yağlama özelliklerine sahiptir. Yüzeylerinde bir yağ filmi tutabilirler ve mükemmel aşınma direnci sağlarlar.
Kompozit malzemeler, birbirini tamamlayan özelliklere sahip farklı bileşenlerden oluşur. Farklı sertlik, dayanıklılık ve aşınma direncine sahip malzemelerin birleştirilmesiyle, kompozit malzemeler bireysel bileşenlere göre daha iyi aşınma direnci sergileyebilir.
Elmas benzeri karbon (DLC) veya seramik kaplamalar gibi sert kaplamaların malzemenin yüzeyine uygulanması, aşınma direncini önemli ölçüde arttırabilir. Bu kaplamalar, aşındırıcı ve yapışkan aşınmaya dayanabilen bir koruyucu tabaka sağlar.
- Isıl İşlem Görmüş Malzemeler
Sertleştirme ve temperleme gibi ısısal işlemler, malzemelerin sertliğini ve dayanıklılığını arttırarak aşınma direncini geliştirebilir. Isıl işlem görmüş malzemeler genellikle yüksek aşınma direnci gerektiren uygulamalarda kullanılır.
- Polimerler ve Elastomerler
Bazı polimerler ve elastomerler mükemmel aşınma direncine sahiptir. Esneklik ve esneklik özellikleri, önemli aşınma olmadan sürtünmeye ve deformasyona dayanmalarını sağlar.
Darbe aşınması, madencilik ve mineral işleme alanında en önemli olanıdır. Madencilik ve mineral işleme, etkileşen cisimlerin enerjileri ve kütlesi önemli olduğu için aşınmaya dayanıklı makineler ve bileşenler gerektirir. Bu amaçlar için en yüksek aşınma direncine sahip malzemeler kullanılmalıdır. Örneğin, tungsten karbür, madencilikte yaygın olarak kullanılan üst çekiçli kaya delme uçları, sondaj çekiçleri, silindir kesiciler, uzun duvar çapa keskileri, çoğunlukla bu malzemeden üretilir.
Sentetik olarak üretilen silikon ve karbonun kristal yapısında bulunan son derece sert bir bileşiktir. Kimyasal formülü SiC'dir. Silikon karbür, elmasa yaklaşan 9 Mohs sertlik derecesine sahiptir. Sertlik özelliğinin yanı sıra, silikon karbür kristalleri, taşlama tekerleklerinde son derece kullanışlı hale getiren kırılma özelliklerine sahiptir. Yüksek termal iletkenliği, yüksek sıcaklık dayanıklılığı, düşük termal genleşme katsayısı ve kimyasal reaksiyonlara karşı direnci sayesinde silikon karbür, yüksek sıcaklık uygulamalarının ve diğer refrakter malzemelerin imalatında değerlidir.
Genellikle düşük karbonlu bir çelik olan demir esaslı bir alaşımın yüzey karbon konsantrasyonunun çevreleyen ortamdan difüzyon yoluyla arttırıldığı bir sertleştirme işlemidir. Sementasyon, sert, yüksek aşınma direncine sahip bir yüzey (orta kalınlıkta) oluşturur ve ürünün temas yükü taşıma kapasitesini arttırır, iyi bükülme dayanımına da sahiptir.
Nitrasyon, bir alaşımın yüzeyindeki azot konsantrasyonunu çevreleyen ortamdan difüzyon yoluyla arttırılarak sertleştirme işlemine denir.
*Bu bilgiler genel bilgiler olup ticari ve üretim süreçlerinizde mühendisleriniz ile birlikte taleplerinize en uygun seçimi yapmanızı öneririz.*
İlginizi Çekebilecek Blog Yazılarımız ;
Hizmetlerimiz hakkında daha fazla bilgi almak için bizimle iletişime geçebilirsiniz.