İçerik
Sürtünme nedeniyle bir cismin yüzeyinden parçacıkların koparak uzaklaşmasına aşınma adı verilir. Olay mikroskobik boyutta incelendiğinde yüzey pürüzleri sürtünmeden dolayı kırıldığı ve yüzeyler arasındaki bazı noktalarda atomsal mertebede yaklaşarak soğuk kaynak yaptığı ve akabinde kırılarak ayrıldığı düşünülmektedir. Aşınmayı tam olarak tarif eden bir tanım yapmak zordur ancak kabul edilebilecek birkaç tanım şu şekilde yapılabilir:
Her yıpranma aşınma değildir. Mühendislik malzemelerinde yıpranmaların aşınma sayılabilmesi için aşağıdaki şartların var olması gereklidir.
Aşınma sadece malzemeye bağlı bir özellik değil, sistemin bir özelliğidir. Makine elemanlarının kullanım ömrünü önemli derecede etkilemektedir ve tamamen giderilememektedir. Çok sayıda değişkene sahip olan bir fonksiyondur ve sürekli takip edilmesi gereken bir meseledir.
Aşınma, meydana geliş süresi açısından ikiye ayrılır. Bunlar zamanla gelişen ve aniden ortaya çıkan aşınmalardır. Zamanla gelişen aşınmaların üç aşaması vardır. Birinci aşama rodaj adı verilen, temas çiftinin birbirine alıştığı aşamadır. Bu aşamada temas çiftindeki aşınma hızı yüksektir. Daha sonraki aşınma aşamasına etkisi büyüktür. İkinci aşama uzun sürelidir ve yüzeylerin temas eden noktalarında meydana gelir. Üçüncü aşama ise ikinci aşamada yavaş seyreden ama zamanla miktarı fazla olan aşınmanın bir neticesi olarak temas çiftinin verimsiz çalışması ile aşınma hızının tekrar artarak makine elemanın ömrünü tamamladığı aşamadır.
İlk aşamada aşınma hızlı başlar ve temas çiftinin yüzeyleri aniden bozulur. Malzeme çiftinin yanlış seçildiği ve yeterli yağlama olmadığı durumlarda çalışamaz hale gelerek kilitlenmeye neden olur.
Aşınma üzerine yapılan çalışmalarda aşınmanın çok farklı şekilleri olduğu tespit edilmiştir. Aşınma türleri şu şekilde sıralanabilir:
En çok görülen aşınma türleri şağıdaki şekilde gösterilmiştir.
Daha çok kayma sürtünmesi sırasında metalografik yapıları benzer olan malzeme çiftleri arasında adhezif çekim kuvveti meydana gelir. Temas malzeme çiftinin pürüzleri arasında olduğu için malzemenin ağırlığından ve dış kuvvetlerden dolayı pürüz tepelerinde yüksek bir basınç meydana gelir. Bu basınç pürüzlerin akma dayanımını aşınca pürüzler plastik deformasyona uğrayarak birbirine sıvanıp kaynak oluşur. Deneylerden alınan sonuçlar için şunlar söylenebilir:
Keskin köşeli ve sert minerallerin metal yüzeyi mikroskobik ölçüde çizerek talaş kaldırması ve malzeme yüzeyinde derin çizikler oluşturmasına abrazif aşınma denir. Farklı kristalografik yapılara sahip malzeme çiftlerinde görülür. Şayet sert ve küçük parçacıklar sürtünme nedeniyle çizikler oluşturuyorsa (örneğin mineral-metal çiftinde mineralin metali çizerek aşındırması şeklinde) veya kayma sırasında hareketin ve uygulanan kuvvetin etkisiyle sert cisimdeki pürüz tepeleri yumuşak cismin yüzeyinden küçük parçacıkları kesip atıyorsa abrazif aşınma var demektir. Abrazif aşınmanın olmaması için yüzeylerin sertleştirilmesi gerekir. Sızdırmazlık elemanları kullanılarak sert maddelerin temas çifti arasına girmesi önlenmelidir. Makinelerin talaş ve diğer pisliklerden uzak tutulması için sık sık temizlenmesi gerekir.
Temas yüzeylerinin kimyasal ve elektrokimyasal olarak tahrip olmasına korozyon denir. Metal ve alaşımları ile bulundukları ortam arasında kimyasal, elektrokimyasal ve metalürjik ilişkiler neticesinde yüzey yapısında çeşitli katmanlar oluşur. Sürtünen bu yüzeylerdeki tabakaların kolayca parçalanarak yüzeyden atılmasına korozif aşınma adı verilir.
Önceden de bahsedildiği gibi metal yüzeyleri hava ile tepkimeye girerek oksit tabakaları meydana getirir. Bu tabakalar aşınmanın şiddetli olmasını engeller. Buna karşın ortamda kimyasal madde varsa metal yüzeyler bu maddelerle tepkimeye girerek ince ve sert tabakalar meydana getirir. Değişken yük altında çalışan parçaların yüzeyindeki bu sert tabakalar kırılarak yüzeyden uzaklaşır. Geriye kalan temiz yüzeyde tekrar tepkimeler ve sert tabakalar oluşur ve aynı şekilde kırılarak tekrar yüzeyden uzaklaşır ve bu olay sürekli devam eder. Bu tür olaylara tabaka aşınması, oksidasyon aşınması veya sürtünme oksidasyonu adı verilir. (Oksidasyon Nedir?)
Makine parçalarına uygulanan yük tekrarlı ise ya da küçük genlikli titreşimler şeklinde ise bir süre sonra makine parçasında yorulma meydana gelir. Yüzeye uygulanan yük sürekli ve değişken ise yüzeyin hemen altında mikro çatlakların meydana gelmesine ve bu çatlaklar yüzeye doğru ilerleyerek yüzeyden pul şeklinde parçacıkların koparak uzaklaşmasına neden olur. Bu tür aşınmalar yorulma aşınması olarak adlandırılır.
Bir temas çiftindeki yüzeylerde sürtünmenin etkisiyle sıcaklık artmakta ve ardından atomların kristal kafes içerisinde yüksek yoğunluklu bölgelerden düşük yoğunluklu bölgelere hareket ederek difüzyona uğramaktadır. Yapılan araştırmalara göre pullanmayı başlatan çatlağın gerek yüzeyde ve gerekse yüzeyin hemen altında ortaya çıktığı tespit edilmiştir.
Temas çiftindeki yüzeylerden en az birisinin çalışırken korozyona uğraması ve meydana gelen korozyon tabakasının tekrarlanan izafi hareket nedeniyle parçalanarak aşınması olayıdır. İzafi hareket sırasında statik ve dinamik sürtünme kuvvetlerinin sürekli değişmesinden dolayı küçük kayma hızlarında hareket titreşimli ise bu titreşim yüzeylerde bir oksit filminin meydana gelmesine neden olur. Tribolojik zorlanma sırasında meydana gelen bu olay malzemenin adhezif aşınma direncini olumlu etkilemesine rağmen bu oksit tabakası izafi hareket sonucu kırılır ve ortaya çıkan parçacıklar abrazif aşınmayı hızlandırır.
Erozyon, malzeme yüzeyinin sıvı veya gaz ortamındaki izafi hızının çok yüksek olduğu durumlarda meydana gelir. Sıvı veya gaz ortamında taşınan abrazif tanelerinin yüzeye belli bir açıda çarpmasıyla meydana gelen enerji yüzeyin basınç dayanımını aştığı zaman yüzeyde plastik deformasyon meydana getirerek kırılmalara neden olur. Bu olaya erozyon aşınması denir. Aşınma mekanizmasında aşındırıcı parçaların şekli, büyüklüğü, hızı, sertliği ve çarpma açısı önemlidir.
Aralarında izafi hareketin olduğu bir sıvı ile katı bir cisim arasında görülen aşınma türüdür. Pompa gibi hidrolik ünitelerinde sıvı basıncı buharlaşma basıncından daha düşük bir yerden geçerken sıvı zerrecikleri gaz fazına geçer. Tekrar sıvı fazına geçerken patlama yapar ve çevresindeki su zerrecikleri metal yüzeye şiddetli bir şekilde çarparak aşınmaya sebep olur. Buna kavitasyon aşınması denir.
Yapılan deneylerde aşınma ile ilişkisi tam olarak tespit edilemeyen ancak aşınma üzerinde etkisi olduğu bilinen faktörler şunlardır:
Aşınma ile ilgili yapılan çalışmalarda şu durumlar tespit edilmiştir:
Kaynaklar: Ersin ARSLANBULUT- FARKLI YÜZEY İŞLEMLERİ UYGULANMIŞ LAMEL VE KÜRESEL GRAFİTLİ DÖKME DEMİR İLE ÇELİK MALZEMELERDEN ÜRETİLMİŞ KAMLARIN AŞINMA DAYANIMLARININ İNCELENMESİ Czichos, H., & Habig, K. (1992). Tribologie Handbuch-Reibung und Verschleiss. Germany Onaran, K. (1985). Malzeme Bilgisi. İstanbul: İTÜ Çağlayan Basımevi. Metals Handbook. (1990). Properties and Selection: Irons, Steels and High Performance Alloys. ASM International. Kragelskii, I. (1965). Frictioned Wear. Butterworths, (s. 346). içinde Washington.
Sismik İzolatör Nedir? Sismik İzolasyon Nedir? Deprem izolatörü olarak da adlandırılan sismik izolatör; yapılara gelen…
Son beton fiyatları piyasadan alınan güncel m3 beton fiyatlarına göre güncellenmiştir. Ağustos 2022 ayı itibariyle…
İnşaat demir fiyatları, inşaat maliyet hesaplarında önemli yer tutan maliyet kalemlerindendir. Demir fiyatlarının güncel piyasa…
2022 Doğrudan Temin Limitleri - Eşik Değerler Büyükşehir belediyesi sınırları ve bunun dışındaki yerler için…
20 Ocak 2022 tarihli Resmi Gazete`de yayınlanan Kamu İhale Tebliğ'ine göre 2022 inşaat mühendisi diploma…
KİK Payı Limit On binde beş olarak anılan KİK Payı Limiti 2022 yılı için açıklandı;…