AŞINMA TÜRLERİ
Ferhat BüLBüL
Aşınma, katı yüzeylerden olan malzeme azalması, malzeme kaybı ya da bu yüzeylerin kullanılmaz hale gelmesidir. Aşınma nedeniyle ülke ekonomileri açısından, büyük ölçüde madde ve enerji sarfiyatı olmaktadır. Aşınma türleri ve mekanizmaları bilgisi, bu kayıpları asgariye indirmede önemli bir rol oynayacaktır. Aşınma, genel olarak abrazyon, erozyon, adezyon ve yüzey yorulması olarak sınıflandırılmaktadır. Bu sınıflandırma, aşınan yüzeye gelen yük, aşındırıcı parçacığın boyutu ve türü, temas şekli ve temas geometrisi gibi etkenler dikkate alınarak yapılmıştır. En fazla aşınma kaybı, genellikle abrazyon aşınması türlerinde görülmektedir.
1. Giriş
Aşınma, makine elemanlarında enerji, malzeme ve zaman kayıplarına yol açan ve dolayısıyla ülke ekonomilerini önemli ölçüde etkileyen istenmeyen bir durumdur. Aşınma türleri ve mekanizmalarının çok iyi bilinmesi, aşınma kayıplarını asgariye indirmede önemli açılımlar sağlayacaktır. Şöyle ki, aşınan malzeme seçimi, aşınan malzemeye yapılan yüzey işlemi ve yağlama sistemi seçimi vs. gibi iyileştirme çabaları da beslenmiş olacaktır. Yurdumuzda aşınma konusuyla ilgili Türkçe kaynak son derece sınırlıdır. Aynı zamanda yurdumuzda maalesef aşınma kayıpları üzerine herhangi bir istatistik bilgisi de yoktur. Bu çalışma yurdumuzda aşınma konusuyla ilgili kaynağı daha da genişletmek için yapılmıştır.
2. Temel kavramlar
Sürtünme, birbiriyle izafi hareket yapan iki katı yüzeyin harekete ya da hareketin ihtimaline göstermiş oldukları dirençtir [1]. En genel olarak: Kuru, Sıvı, Yarı-sıvı sürtünme ve Kayma-Yuvarlanmalı Sürtünme olarak sınıflandırılabilir.
Aşınma, katı yüzeylerden olan malzeme azalması, malzeme kaybı ya da bu yüzeylerin kullanılmaz hale gelmesidir. İki yüzey yük altında kayma ve yuvarlanmaya maruz kaldığında sürtünme ve aşınma olaylarının meydana gelmesi kaçınılmazdır.
3. Aşınma Türleri
Makine elemanlarında en sık karşılaşılan aşınma türleri, abrazyon, erozyon, adezyon ve yüzey yorulması aşınmasıdır. Bu aşınma türlerine ait alt sınıflandırmalar ve mekanizmaları şematik olarak Çizelge 1'de özet olarak verilmiştir [2].
3.1. Abrazyon
·Katı bir yüzeye karşı veya yüzey boyunca hareket eden sert parçacıkların yapmış olduğu aşınmadır [24].
·Karşılaşılan aşınma türlerinin %60'ı abrazyon aşınmasıdır.
·Abrazyona neden olan parçacık ya da parçacıklar aşınmaya maruz kalan yüzeyden daha serttir.
·Aşındırıcı parçacıkların yüzeyde yapmış olduğu hasar tipleri: kayma, yuvarlanma, tıraşlama, kesme, çizme, öğütme, zımparalamadır.
·Bu aşınma türünde, parçacık boyutu ve yükleme en önemli parametrelerdir.
3.1.1. Düşük Gerilmeli Abrazyon
· Parçacık boyutu > 3µm'dir.
·Etkin hasar türü: kayarak çizmedir.
·Model olarak sabanla toprağın işlenmesine benzer (ploughing). Düşük yüklemelerde gerçekleşir.
·Yüzeyde serbest hareket ederse ve aşınan yüzeyde darbe veya ezilme söz konusu olmazsa bu aşınma türü geçerlidir [2,5].
·Örnek: Çizme testi.
3.1.2. Yüksek Gerilmeli Abrazyon
·Etkin hasar türleri: çizme ve sıkışan parçacıkların ortaya çıkardığı pitting (çukurcuk oluşturma), öğütme, ezme vs.dir.
·Hasarda yüzeye uygulanan bası yükleri etkindir. Yüksek yüklemelerde gerçekleşir [2, 6].
·Örnek: Sert toprak üzerinde çalışan tarım makinelerinde, merdaneleme, öğütme yapan elemanlarda vs.
3.1.3. Eşme, Yongalama, Oyma ya da Yontma (Goughing)
·Düşük gerilmeli abrazyon + yüksek gerilmeli abrazyon karışımıdır.
·Parçacık boyutu > 50mm'dir.
·Etkin hasar türleri: eşme, yongalama, oyma, kazma, yontmadır.
·Tekrarlı bası etkisi etkilidir.
·Örnek: Öğütme işlevi gören çekiçler, küre öğüten parçalar, mengeneler, toprak işlemede kullanılan zirai makinelerde vs.
3.1.4. Parlatma (Polishing)
·Parçacık boyutu < 3µm'dir.
·Etkin hasar türü: Tekrarlı sürünme/sürtünmedir.
·Malzeme yüzeyinin görülebilir seviyede çizilmeye, kırılmaya ya da plastik deformasyona uğramadan, diğer katı malzemelerle sürünmesi/sürtünmesi sonucunda malzeme yüzeyinde istem dışı sürekli olan malzeme kaybıdır.
·Polishing aşınmasına uğrayan yüzeyler, genelde düzgünleşir ya da parlar, fakat bu düzleşme ve parlama malzeme kaybını gerektirir ve bazı parçaları işlenmez hale getirebilir.
·Polishing aşınmasının mekanizması tam olarak anlaşılmamasına rağmen, abrazyon aşınması sınıfına alınmıştır. Bazı araştırmacılar, şayet bir yüzey yaklaşık 3 ìm'den daha büyük sert parçacıklar tarafından aşındırılıyorsa, polishing (parlatma), düşük gerilmeli mikroparçacık (mikrochip) ayrılmasına, yani abrazyona neden olur demişlerdir. Buna göre yüzeyler, daha küçük parçacıklar tarafından polishinge tabii tutulduğunda çizme ve mikroparçacıklar artık gözlenmez. Parçacık ayrılması yoksa malzeme nasıl kaybolmaktadır? sorusuna karşılık, Rabinowiez, bir moleküler kayıp mekanizması ortaya atmıştır. Buna göre, sürtünen iki yüzey ile yüzeylerden bilfiil atom ve moleküler seviyede ayrılmalar olur. Bu kuramı destekleyecek doğrudan bir kanıt olmamasına rağmen, polishingin uygulama açısından bir şeylerin tekrarlı sürünmesinden kaynaklandığı ya da meydana geldiği açıktır. Örneğin sürekli kullanımda olan merdiven basamakları, insanların ayak basmaları sonucunda parlamıştır. Şöyle ki, insanın ayaklarında hiçbir abrazif parçacık yoktur, fakat yine de malzeme kaybı olmuştur. Tam olarak mekanizması anlaşılmayan polishing, çok önemli bir aşınma mekanizmasıdır. Fakat yine de, sert malzemelerin aşınma sisteminin birer parçası olduğu hallerde düşük gerilmeli abrazyon kanunları geçerlidir [2].
·Örnek: kayıt diskleri, lens parlatma cihazlarında vs.
3.2. EROZYON AŞINMASI
·Etkin hasar türü: Katı parçacık ve/veya akışkan parçacıkların yüzeye çarpması sonucu aşındırma yapması söz konusudur [2,3].
3.2.1. Katı Parçacık Çarpması
· Etkin hasar türü: Yaklaşık 205000 mesh boyutundaki katı parçacıkların yüzeye tekrarlı çarpması söz konusudur.
·Bu hasar tek bir noktaya odaklanırsa, buna abrasive blasting nozzle denmektedir.
·Hasar sonucu çukurcuk (krater) ya da mikroparçacıklar oluşmaktadır [2,3].
3.2.2. Akışkan Çarpması (impengement) Erozyonu
·Etkin hasar türü: Akışkan parçacıklarının yüzeye çarpması sonucu aşındırma söz konusudur.
·Hasar sonucu çukurcuk/krater ya da mikroparçacıklar oluşmaktadır.
·Hasar sonucu, kaplama kaybı, çözünme, korozyon vs. oluşabilmektedir.
3.2.3. Kavitasyon
·Etkin hasar türü: Akışkan içerisindeki bubble yani kabarcıkların patlamasıdır [2,3] (Bu kabarcıklar sıvı içerisinde patladıkları zaman, kabarcığı çevreleyen sıvı kabarcık içerisindeki boşluğu doldurmak ister (yüzeyde şok dalgaları oluştururlar). İşte bu olay yüzeylerden malzeme kaybı ve/veya plastik deformasyona neden olacak derecede mekanik bir etki doğurabilen çok küçük akışkan jetleri oluşturur)
3.2.4. Çamur (Slurry) Erozyonu
·Etkin hasar türü: Katı parçacıklar + sıvı (sıvı+gaz) oluşturdukları fiziksel karışımın yüzeye çarpması sonucu aşındırma söz konusudur [2,3,7,8].
·Katı parçacık boyutu, birkaç mm10 mm arasındadır.
·Hasar sonucu aşınma ve/veya korozyon oluşabilmektedir.
·Oluşan hasarın derecesi, bu parçacıkların sertliğine, boyutuna, çarpma hızı ve açısına bağlıdır.
3.3. ADEZYON
·İki katı yüzeyin aralarında yerel bir temas bağı oluşturarak yapışması söz konusudur [2,3,7,8].
·Yapışan yüzeylerin yük, hareket ve titreşim gibi sebeplerle birbirinden ayrılmakta ve beraberinde yüzeyden kütlesel olarak parçalar kopmaktadır.
3.3.1. Fretting (Yeme) Aşınması
· Fretting, iki katı yüzey arasında düşük genlikteki titreşim hareketidir [2,7,8].
·Yapı olarak yüzeye dik olarak gerçekleşmekte ve genelde istem dışı olarak kabul edilmektedir.
·Çoğu kez izafi hareketin olmadığı farz edilen parçalar arasında gerçekleşmektedir. (50500 ìm tolerans).
·Fretting aşınması, yüzeyler arsında yerel adezyonla başlar ve bu adezyon mikroseviyede bir birleşmedir. Bu birleşmede oluşan kontak bağı zamanla büyür ve düşük genlikteki titreşimler neticesinde malzeme aşınır. Malzeme aşınma hızı oldukça düşüktür, bu nedenle birçok sistem için fretting aşınması ihmal edilir [2].
3.3.2. Yapışıp Kaldırma (Adezif) Aşınması
·Temas eden iki katı yüzeyin öncelikle yerel temas bağı oluşturması, daha sonra da izafi hareket sonucunda oluşan bu bağın kopması ile meydana gelen aşınmadır [2,7].
3.3.3. Kaynama (Seizure)
·Kuru sürtünme neticesinde izafi hareketin durması, yani eş çalışan yüzeylerin kuru sürtünme sunucunda birbirine yapışıp çalışmaz hale gelmesidir.
·Oluşan yerel katı kaynak, seizure mekanizmasının bir parçasıdır.
·Bu aşınma durumunda sürekli malzeme kaybı olmayıp herhangi bir yüzeye hasar verme söz konusu olmayabilir.
·Örneğin, soğutma sistemi bozulmuş bir motorun, silindiri içerisindeki pistonların ısı etkisiyle genişlemesi sonucunda seizure'a uğrayıp aşırı derecede ısındığı görülmüştür [2].
3.3.4. Sıyırma ya da Kaldırma (Galling)
·Galling terimi, tartışmalı bir terimdir. Avrupa'da aşınma üzerine çalışan sektör, galling yerine scuffing (sürüyerek aşındırma) terimini kullanmaktadır.
·OECD ise scuffingi, yerel ergime olamadan kayan yüzeyler arasında katı-faz kaynağın meydana gelmesiyle oluşan hasar olarak tanımlamaktadır.
·Rusya'da kayan bir çiftten biri ya da her ikisinin üzerinde fazlalıkların oluşması Galling olarak tanımlanmaktadır (fazlalıktan maksat yüzeyden kopan metaldir).
·Gallingte hasar mekanizması oluşan bu fazlalıklara göre değerlendirilmektedir.
·Aşınan yüzeyler birbirlerine sıvanırlar. Galling, yüzeyler arasındaki yapışma ya da taşınım, bir çıkıntı (tümsek) ya da fazlalık oluşumuna sebep olduğunda meydana gelmekte, bu yüzey tümsekleri seizure'a, yani kaynak oluşumuna neden olabilmektedir [2].
3.3.5. Oksidatif Aşınma
·Oksidatif aşınma, kayan yüzeylerin oksitli ortamda reaksiyona girecek bir ortamda olduğu bir aşınma şeklidir.
·Oluşan oksit filmler, sistemde yağlayıcı vazifesi görerek aşınma oranının daha düşük tutulmasını sağlar, fakat izafi hareket neticesinde mekanik etkilerle yüzeye tutunan bu oksit filmler yüzeylerden ayrılır ve ayrılırken de beraberinde yüzeyden malzeme kaybı olur.
3.4. YÜZEY YORULMASI
·Oluşum mekanizması, herhangi bir yüzey üzerinde tekrarlı yuvarlanma ya da kayma sonucunda üretilen bası-çeki gerilmeleriyle katı yüzeyden malzemenin kopması ya da ayrılması şeklinde gerçekleşir [1,2,7]
·Ortaya çıkan aşınma ve ürünlerinin farklı olmasında, yorulmaya sebep olan hasar vericinin geometrisi çok önemlidir.
3.4.1. Yorulma ile çukurlaşma (Pitting)
·Pitting, (kavitasyon ve fretting gibi) birçok aşınma şekliyle birlikte gerçekleşebilmektedir
·Yorulma olayı ile yüzeyde çukurcuklar oluşturulmasıyla malzeme yüzeyden ayrılır ya da yer değiştirir. Yüzey yorulmasının bir parçası olan pitting, genelde yuvarlanma yapan elemanlarda, dişlilerde, tekerleklerde ve kamlarda görülür.
·Kayma ve yuvarlanmadan dolayı oluşan tekrarlı bası-çeki gerilmeleri, yüzeyin belli bir bölgesinde kırılmaya yol açabilecek yüzey altı çatlaklar meydana getirir. Kırılan parçacığın ayrılmasıyla yüzeyde çukurcuk (pit) oluşur.
·Pitting aşınmasını azaltmak için,
¨Yük azaltılabilir,
¨Yüksek kayma ve basma mukavemetine sahip malzemeler kullanılabilir.
¨Yüzeye gelen bası-çeki gerilmelerini dağıtabilen homojen malzemeler kullanılabilir.
·Yuvarlanma elemanı olarak kullanılan yatak malzemeleri, genellikle yüksek sertliğe, yüksek basma mukavemetine ve karbitler gibi kütlesel mikrounsurlardan yoksun bir yapıya sahiptir. Şu an Amerika'da yuvarlanma elemanı olarak kullanılan yataklar, AISI 52100 çeliğidir [2].
3.4.2. Spalling
·Parçacıkların tabakalar şeklinde yüzeyden kopmasıdır [2,9].
·Aşınma yüzey yorulması sonucunda meydana geldiği için, mekanizması pitting mekanizmasına benzer. Fakat spallingte herhangi bir işlemle kaplanmış yüzeylerin aşınması söz konusudur.
·Hertizan yüklemesiyle, kaplama ile taban malzeme arasında kayma gerilmeleri oluşur. Özellikle yumuşak taban malzemeler üzerine yapılan ince sert kaplamalar spalling aşınmasına meyillidirler.
3.4.3. Çarpma ya da Darbe (Impact) Aşınması
·İki katı yüzeyden tekrarlı darbeler neticesinde oluşan hasar ve malzeme kaybıdır.
·Impacta uğrayan yüzeydeki hasar, impact edilen yüzeylerin şekline ve emilen enerjiyi sönümleme ya da dağıtabilme gücüne ve impact enerjisine bağlıdır. Bu parametreler de malzemelerin sertliği ve tokluğuyla ilişkilidir.
·Örnek: Yüksek hızda yüzeye çarpıp kalıcı şekil değişimine uğrayan bir çekicin başı [2].
3.4.4. Brinelling
·Brinelling terimi, Brinell Sertlik Ölçme yönteminden gelmektedir. Kullanılan Brinell küre ile katı yüzeyin tekrarlı yerel impact (dinamik) ya da statik yüklemeyle hasara uğratılmasıdır [2,10].
·Brinelling, enjeksiyonla kalıplamada yüzeylerde çukur oluşturma mekanizmasına benzer. Yuvarlanan elemanlara statik bir yükleme uygulamayla da Brinelling oluşturulabilmektedir.
·Brinelling, yüzeyde yerel plastik çentik oluşturma ya da kalıcı şekil değişimi ile ifade edilen hasar oluşturma mekanizmalarından biridir. Burada malzemenin ortadan kalkması zorunlu değil, sadece yer değiştirme de olabilir.
·Örnek: Bilye ya da rulmanların temas noktasında çentik oluşumu.
Ferhat BüLBüL
Aşınma, katı yüzeylerden olan malzeme azalması, malzeme kaybı ya da bu yüzeylerin kullanılmaz hale gelmesidir. Aşınma nedeniyle ülke ekonomileri açısından, büyük ölçüde madde ve enerji sarfiyatı olmaktadır. Aşınma türleri ve mekanizmaları bilgisi, bu kayıpları asgariye indirmede önemli bir rol oynayacaktır. Aşınma, genel olarak abrazyon, erozyon, adezyon ve yüzey yorulması olarak sınıflandırılmaktadır. Bu sınıflandırma, aşınan yüzeye gelen yük, aşındırıcı parçacığın boyutu ve türü, temas şekli ve temas geometrisi gibi etkenler dikkate alınarak yapılmıştır. En fazla aşınma kaybı, genellikle abrazyon aşınması türlerinde görülmektedir.
1. Giriş
Aşınma, makine elemanlarında enerji, malzeme ve zaman kayıplarına yol açan ve dolayısıyla ülke ekonomilerini önemli ölçüde etkileyen istenmeyen bir durumdur. Aşınma türleri ve mekanizmalarının çok iyi bilinmesi, aşınma kayıplarını asgariye indirmede önemli açılımlar sağlayacaktır. Şöyle ki, aşınan malzeme seçimi, aşınan malzemeye yapılan yüzey işlemi ve yağlama sistemi seçimi vs. gibi iyileştirme çabaları da beslenmiş olacaktır. Yurdumuzda aşınma konusuyla ilgili Türkçe kaynak son derece sınırlıdır. Aynı zamanda yurdumuzda maalesef aşınma kayıpları üzerine herhangi bir istatistik bilgisi de yoktur. Bu çalışma yurdumuzda aşınma konusuyla ilgili kaynağı daha da genişletmek için yapılmıştır.
2. Temel kavramlar
Sürtünme, birbiriyle izafi hareket yapan iki katı yüzeyin harekete ya da hareketin ihtimaline göstermiş oldukları dirençtir [1]. En genel olarak: Kuru, Sıvı, Yarı-sıvı sürtünme ve Kayma-Yuvarlanmalı Sürtünme olarak sınıflandırılabilir.
Aşınma, katı yüzeylerden olan malzeme azalması, malzeme kaybı ya da bu yüzeylerin kullanılmaz hale gelmesidir. İki yüzey yük altında kayma ve yuvarlanmaya maruz kaldığında sürtünme ve aşınma olaylarının meydana gelmesi kaçınılmazdır.
3. Aşınma Türleri
Makine elemanlarında en sık karşılaşılan aşınma türleri, abrazyon, erozyon, adezyon ve yüzey yorulması aşınmasıdır. Bu aşınma türlerine ait alt sınıflandırmalar ve mekanizmaları şematik olarak Çizelge 1'de özet olarak verilmiştir [2].
3.1. Abrazyon
·Katı bir yüzeye karşı veya yüzey boyunca hareket eden sert parçacıkların yapmış olduğu aşınmadır [24].
·Karşılaşılan aşınma türlerinin %60'ı abrazyon aşınmasıdır.
·Abrazyona neden olan parçacık ya da parçacıklar aşınmaya maruz kalan yüzeyden daha serttir.
·Aşındırıcı parçacıkların yüzeyde yapmış olduğu hasar tipleri: kayma, yuvarlanma, tıraşlama, kesme, çizme, öğütme, zımparalamadır.
·Bu aşınma türünde, parçacık boyutu ve yükleme en önemli parametrelerdir.
3.1.1. Düşük Gerilmeli Abrazyon
· Parçacık boyutu > 3µm'dir.
·Etkin hasar türü: kayarak çizmedir.
·Model olarak sabanla toprağın işlenmesine benzer (ploughing). Düşük yüklemelerde gerçekleşir.
·Yüzeyde serbest hareket ederse ve aşınan yüzeyde darbe veya ezilme söz konusu olmazsa bu aşınma türü geçerlidir [2,5].
·Örnek: Çizme testi.
3.1.2. Yüksek Gerilmeli Abrazyon
·Etkin hasar türleri: çizme ve sıkışan parçacıkların ortaya çıkardığı pitting (çukurcuk oluşturma), öğütme, ezme vs.dir.
·Hasarda yüzeye uygulanan bası yükleri etkindir. Yüksek yüklemelerde gerçekleşir [2, 6].
·Örnek: Sert toprak üzerinde çalışan tarım makinelerinde, merdaneleme, öğütme yapan elemanlarda vs.
3.1.3. Eşme, Yongalama, Oyma ya da Yontma (Goughing)
·Düşük gerilmeli abrazyon + yüksek gerilmeli abrazyon karışımıdır.
·Parçacık boyutu > 50mm'dir.
·Etkin hasar türleri: eşme, yongalama, oyma, kazma, yontmadır.
·Tekrarlı bası etkisi etkilidir.
·Örnek: Öğütme işlevi gören çekiçler, küre öğüten parçalar, mengeneler, toprak işlemede kullanılan zirai makinelerde vs.
3.1.4. Parlatma (Polishing)
·Parçacık boyutu < 3µm'dir.
·Etkin hasar türü: Tekrarlı sürünme/sürtünmedir.
·Malzeme yüzeyinin görülebilir seviyede çizilmeye, kırılmaya ya da plastik deformasyona uğramadan, diğer katı malzemelerle sürünmesi/sürtünmesi sonucunda malzeme yüzeyinde istem dışı sürekli olan malzeme kaybıdır.
·Polishing aşınmasına uğrayan yüzeyler, genelde düzgünleşir ya da parlar, fakat bu düzleşme ve parlama malzeme kaybını gerektirir ve bazı parçaları işlenmez hale getirebilir.
·Polishing aşınmasının mekanizması tam olarak anlaşılmamasına rağmen, abrazyon aşınması sınıfına alınmıştır. Bazı araştırmacılar, şayet bir yüzey yaklaşık 3 ìm'den daha büyük sert parçacıklar tarafından aşındırılıyorsa, polishing (parlatma), düşük gerilmeli mikroparçacık (mikrochip) ayrılmasına, yani abrazyona neden olur demişlerdir. Buna göre yüzeyler, daha küçük parçacıklar tarafından polishinge tabii tutulduğunda çizme ve mikroparçacıklar artık gözlenmez. Parçacık ayrılması yoksa malzeme nasıl kaybolmaktadır? sorusuna karşılık, Rabinowiez, bir moleküler kayıp mekanizması ortaya atmıştır. Buna göre, sürtünen iki yüzey ile yüzeylerden bilfiil atom ve moleküler seviyede ayrılmalar olur. Bu kuramı destekleyecek doğrudan bir kanıt olmamasına rağmen, polishingin uygulama açısından bir şeylerin tekrarlı sürünmesinden kaynaklandığı ya da meydana geldiği açıktır. Örneğin sürekli kullanımda olan merdiven basamakları, insanların ayak basmaları sonucunda parlamıştır. Şöyle ki, insanın ayaklarında hiçbir abrazif parçacık yoktur, fakat yine de malzeme kaybı olmuştur. Tam olarak mekanizması anlaşılmayan polishing, çok önemli bir aşınma mekanizmasıdır. Fakat yine de, sert malzemelerin aşınma sisteminin birer parçası olduğu hallerde düşük gerilmeli abrazyon kanunları geçerlidir [2].
·Örnek: kayıt diskleri, lens parlatma cihazlarında vs.
3.2. EROZYON AŞINMASI
·Etkin hasar türü: Katı parçacık ve/veya akışkan parçacıkların yüzeye çarpması sonucu aşındırma yapması söz konusudur [2,3].
3.2.1. Katı Parçacık Çarpması
· Etkin hasar türü: Yaklaşık 205000 mesh boyutundaki katı parçacıkların yüzeye tekrarlı çarpması söz konusudur.
·Bu hasar tek bir noktaya odaklanırsa, buna abrasive blasting nozzle denmektedir.
·Hasar sonucu çukurcuk (krater) ya da mikroparçacıklar oluşmaktadır [2,3].
3.2.2. Akışkan Çarpması (impengement) Erozyonu
·Etkin hasar türü: Akışkan parçacıklarının yüzeye çarpması sonucu aşındırma söz konusudur.
·Hasar sonucu çukurcuk/krater ya da mikroparçacıklar oluşmaktadır.
·Hasar sonucu, kaplama kaybı, çözünme, korozyon vs. oluşabilmektedir.
3.2.3. Kavitasyon
·Etkin hasar türü: Akışkan içerisindeki bubble yani kabarcıkların patlamasıdır [2,3] (Bu kabarcıklar sıvı içerisinde patladıkları zaman, kabarcığı çevreleyen sıvı kabarcık içerisindeki boşluğu doldurmak ister (yüzeyde şok dalgaları oluştururlar). İşte bu olay yüzeylerden malzeme kaybı ve/veya plastik deformasyona neden olacak derecede mekanik bir etki doğurabilen çok küçük akışkan jetleri oluşturur)
3.2.4. Çamur (Slurry) Erozyonu
·Etkin hasar türü: Katı parçacıklar + sıvı (sıvı+gaz) oluşturdukları fiziksel karışımın yüzeye çarpması sonucu aşındırma söz konusudur [2,3,7,8].
·Katı parçacık boyutu, birkaç mm10 mm arasındadır.
·Hasar sonucu aşınma ve/veya korozyon oluşabilmektedir.
·Oluşan hasarın derecesi, bu parçacıkların sertliğine, boyutuna, çarpma hızı ve açısına bağlıdır.
3.3. ADEZYON
·İki katı yüzeyin aralarında yerel bir temas bağı oluşturarak yapışması söz konusudur [2,3,7,8].
·Yapışan yüzeylerin yük, hareket ve titreşim gibi sebeplerle birbirinden ayrılmakta ve beraberinde yüzeyden kütlesel olarak parçalar kopmaktadır.
3.3.1. Fretting (Yeme) Aşınması
· Fretting, iki katı yüzey arasında düşük genlikteki titreşim hareketidir [2,7,8].
·Yapı olarak yüzeye dik olarak gerçekleşmekte ve genelde istem dışı olarak kabul edilmektedir.
·Çoğu kez izafi hareketin olmadığı farz edilen parçalar arasında gerçekleşmektedir. (50500 ìm tolerans).
·Fretting aşınması, yüzeyler arsında yerel adezyonla başlar ve bu adezyon mikroseviyede bir birleşmedir. Bu birleşmede oluşan kontak bağı zamanla büyür ve düşük genlikteki titreşimler neticesinde malzeme aşınır. Malzeme aşınma hızı oldukça düşüktür, bu nedenle birçok sistem için fretting aşınması ihmal edilir [2].
3.3.2. Yapışıp Kaldırma (Adezif) Aşınması
·Temas eden iki katı yüzeyin öncelikle yerel temas bağı oluşturması, daha sonra da izafi hareket sonucunda oluşan bu bağın kopması ile meydana gelen aşınmadır [2,7].
3.3.3. Kaynama (Seizure)
·Kuru sürtünme neticesinde izafi hareketin durması, yani eş çalışan yüzeylerin kuru sürtünme sunucunda birbirine yapışıp çalışmaz hale gelmesidir.
·Oluşan yerel katı kaynak, seizure mekanizmasının bir parçasıdır.
·Bu aşınma durumunda sürekli malzeme kaybı olmayıp herhangi bir yüzeye hasar verme söz konusu olmayabilir.
·Örneğin, soğutma sistemi bozulmuş bir motorun, silindiri içerisindeki pistonların ısı etkisiyle genişlemesi sonucunda seizure'a uğrayıp aşırı derecede ısındığı görülmüştür [2].
3.3.4. Sıyırma ya da Kaldırma (Galling)
·Galling terimi, tartışmalı bir terimdir. Avrupa'da aşınma üzerine çalışan sektör, galling yerine scuffing (sürüyerek aşındırma) terimini kullanmaktadır.
·OECD ise scuffingi, yerel ergime olamadan kayan yüzeyler arasında katı-faz kaynağın meydana gelmesiyle oluşan hasar olarak tanımlamaktadır.
·Rusya'da kayan bir çiftten biri ya da her ikisinin üzerinde fazlalıkların oluşması Galling olarak tanımlanmaktadır (fazlalıktan maksat yüzeyden kopan metaldir).
·Gallingte hasar mekanizması oluşan bu fazlalıklara göre değerlendirilmektedir.
·Aşınan yüzeyler birbirlerine sıvanırlar. Galling, yüzeyler arasındaki yapışma ya da taşınım, bir çıkıntı (tümsek) ya da fazlalık oluşumuna sebep olduğunda meydana gelmekte, bu yüzey tümsekleri seizure'a, yani kaynak oluşumuna neden olabilmektedir [2].
3.3.5. Oksidatif Aşınma
·Oksidatif aşınma, kayan yüzeylerin oksitli ortamda reaksiyona girecek bir ortamda olduğu bir aşınma şeklidir.
·Oluşan oksit filmler, sistemde yağlayıcı vazifesi görerek aşınma oranının daha düşük tutulmasını sağlar, fakat izafi hareket neticesinde mekanik etkilerle yüzeye tutunan bu oksit filmler yüzeylerden ayrılır ve ayrılırken de beraberinde yüzeyden malzeme kaybı olur.
3.4. YÜZEY YORULMASI
·Oluşum mekanizması, herhangi bir yüzey üzerinde tekrarlı yuvarlanma ya da kayma sonucunda üretilen bası-çeki gerilmeleriyle katı yüzeyden malzemenin kopması ya da ayrılması şeklinde gerçekleşir [1,2,7]
·Ortaya çıkan aşınma ve ürünlerinin farklı olmasında, yorulmaya sebep olan hasar vericinin geometrisi çok önemlidir.
3.4.1. Yorulma ile çukurlaşma (Pitting)
·Pitting, (kavitasyon ve fretting gibi) birçok aşınma şekliyle birlikte gerçekleşebilmektedir
·Yorulma olayı ile yüzeyde çukurcuklar oluşturulmasıyla malzeme yüzeyden ayrılır ya da yer değiştirir. Yüzey yorulmasının bir parçası olan pitting, genelde yuvarlanma yapan elemanlarda, dişlilerde, tekerleklerde ve kamlarda görülür.
·Kayma ve yuvarlanmadan dolayı oluşan tekrarlı bası-çeki gerilmeleri, yüzeyin belli bir bölgesinde kırılmaya yol açabilecek yüzey altı çatlaklar meydana getirir. Kırılan parçacığın ayrılmasıyla yüzeyde çukurcuk (pit) oluşur.
·Pitting aşınmasını azaltmak için,
¨Yük azaltılabilir,
¨Yüksek kayma ve basma mukavemetine sahip malzemeler kullanılabilir.
¨Yüzeye gelen bası-çeki gerilmelerini dağıtabilen homojen malzemeler kullanılabilir.
·Yuvarlanma elemanı olarak kullanılan yatak malzemeleri, genellikle yüksek sertliğe, yüksek basma mukavemetine ve karbitler gibi kütlesel mikrounsurlardan yoksun bir yapıya sahiptir. Şu an Amerika'da yuvarlanma elemanı olarak kullanılan yataklar, AISI 52100 çeliğidir [2].
3.4.2. Spalling
·Parçacıkların tabakalar şeklinde yüzeyden kopmasıdır [2,9].
·Aşınma yüzey yorulması sonucunda meydana geldiği için, mekanizması pitting mekanizmasına benzer. Fakat spallingte herhangi bir işlemle kaplanmış yüzeylerin aşınması söz konusudur.
·Hertizan yüklemesiyle, kaplama ile taban malzeme arasında kayma gerilmeleri oluşur. Özellikle yumuşak taban malzemeler üzerine yapılan ince sert kaplamalar spalling aşınmasına meyillidirler.
3.4.3. Çarpma ya da Darbe (Impact) Aşınması
·İki katı yüzeyden tekrarlı darbeler neticesinde oluşan hasar ve malzeme kaybıdır.
·Impacta uğrayan yüzeydeki hasar, impact edilen yüzeylerin şekline ve emilen enerjiyi sönümleme ya da dağıtabilme gücüne ve impact enerjisine bağlıdır. Bu parametreler de malzemelerin sertliği ve tokluğuyla ilişkilidir.
·Örnek: Yüksek hızda yüzeye çarpıp kalıcı şekil değişimine uğrayan bir çekicin başı [2].
3.4.4. Brinelling
·Brinelling terimi, Brinell Sertlik Ölçme yönteminden gelmektedir. Kullanılan Brinell küre ile katı yüzeyin tekrarlı yerel impact (dinamik) ya da statik yüklemeyle hasara uğratılmasıdır [2,10].
·Brinelling, enjeksiyonla kalıplamada yüzeylerde çukur oluşturma mekanizmasına benzer. Yuvarlanan elemanlara statik bir yükleme uygulamayla da Brinelling oluşturulabilmektedir.
·Brinelling, yüzeyde yerel plastik çentik oluşturma ya da kalıcı şekil değişimi ile ifade edilen hasar oluşturma mekanizmalarından biridir. Burada malzemenin ortadan kalkması zorunlu değil, sadece yer değiştirme de olabilir.
·Örnek: Bilye ya da rulmanların temas noktasında çentik oluşumu.