Aşınma Nedir

Aşınma olayının oldukça karmaşık olmasından dolayı aşınmanın pek çok tanımı yapılmıştır. 1979 da yayınlanan Alman DIN 50320'ye göre aşınma, "Kullanılan malzemelerin başka malzemelerle (katı, sıvı, gaz) teması ile mekanik etkiler ile yüzeyden küçük parçacıkların ayrılması sonucunda meydana gelen ve istenmeyen yüzey hasarlandır". Bu tanımlamadan da anlaşılacağı gibi, "mekanik etkiler" ifadesi korozyon ile aşınmanın farklı olduğunu belirtmek için kullanılmıştır. Korozyonda, kimyasal bir etki söz konusudur. "Küçük taneciklerin kopması" ifadesi ile aşınma olayı dışında oluşacak olan fiziki sebepler ile (dövme, haddeleme v.b.) malzeme yüzeyinde tufal şeklinde parçaların ayrılması bunun dışında tutulmuştur. "istenmeyen" kelimesi ile talaşlı şekil verme (taşlama, frezeleme, tornalama v.b.) bu aşınma tanımının kapsamı dışında tutulmuştur. Malzeme mühendisliği araştırma grubu olan Organisation for Economic Cooperation and Development (O.D.E.C.D.) aşınmayı, "izafi bir hareket sonucunda bir cismin yüzeyinde meydana gelen sürekli malzeme kaybı" olarak tanımlarken, American Society of Lubrication Engineers (A.S.L.E.) ve diğerleri "Mekanik bir etki ile malzemenin kaldırılması" şeklindeki tanımı kabul etmişlerdir. Diğer bir tanımlama ise; "Katı cisimlerin yüzeylerinden tribolojik etkiler ile sürekli malzeme kaybı" şeklindedir. Bu tanımlamada bir kimyasal veya bir akışkarın etkisin olmadığı durumlarda geçerlidir.

Sonuç olarak aşınma, malzemenin yüzeyinden kopma ve kırılma yoluyla küçük parçacıkların ayrılması sonucunda oluşan bir hasar mekanizmasıdır. Bu mekanizmanın aşınma sayılabilmesi için gerek ve yeterli şartlar, malzeme yüzeylerinin birbirine göre izafi hareket yapmaları, malzeme yüzeylerinin her ikisinde veya birinde mekanik bir etkinin sonucunda malzeme kaybı oluşması ve aynı zamanda, bu olayın isteğimiz dışında meydana gelmesidir. Aşınma olayları, tribolojik sistem (tribosistem) adı verilen bir sistem içinde incelenir.

Önerilen Makale: Islah çeliği malzemeler ve uygulamaları hakkında detaylı bilgi almak için ıslah çelikleri fiyatları sayfamızı ziyaret etmenizi tavsiye ederiz.
 

Triboloji kelimesi Yunanca "sürtmek, ovalamak" anlamına gelen Tribos kelimesinden türetilmiş olup izafi hareketin sonucunda yüzeylerin etkileşiminin bilimi ve teknolojisi olarak tanımlanır. Triboloji; sürtünmenin, yağlamanın, aşınmanın ve aynı zamanda triboloji ilminin teknik uygulamalarının, bütün tiplerinin bilimsel araştırmalarını içeren bir bilim dalıdır. 

Aşınma olayını, olaya etki eden değişkenlerin birleşik etkilerini dikkate alarak incelemek gerekir. Yani, aşınma bir sistem bütünlüğü içerisinde ele alınmalıdır. Bu sistemin hepsine birden Tribosistem denir. Aşınma hızı veya direnci ve sürtünme katsayısı; sertlik ve çekme mukavemeti gibi bir malzeme özelliği olmayıp tribosistemin özelliğine bağlı olarak değişir. Sürtünme, harekete karşı direnci ifade eder ve katı cisimlerde gerçek temas alanlarının iç etkileşimleri sonucunda artar. Sürtünme büyük enerji kayıplarına neden olurken, aşınma büyük malzeme kayıplarına neden olmaktadır. 

Tribolojide özel aşınma problemlerinin çözümü, problemin tam olarak tanımlanmasıyla mümkündür. Sistemin analizi için, tribolojik sistemin parametrelerinin tanımlanması gereklidir. Tribolojik sistem, teknolojik olarak Giriş ve Faydalı Çıktılarin'ın dönüşümü esnasında Bozucu (Distrubance) Girdiler'i ve Kayıp Çıkışları içerir. Faydalı giriş ve çıkış; hareket, iş, malzeme veya kütle ve bilgidir. Giriş veya çıkışın dört ana grubu ile ilişkili olan tribosistemler; yataklar, insan vücudundaki eklemler (hareket), dişliler ve kavramalar (iş), beton pompalar' ve kırıcılar (malzeme), ve kamlar (bilgi) dır. Sistem içerisinde tanımlanamayan girdiler ise; titreşim ısı, malzemedeki kir ve nemdir. Sürtünme ve aşınma, aşınma talaşları, ısı, titreşim ve gürültü gibi çıkışlarla ifade edilir. 

Bir aşınma olayını oluşturan unsurlar: 

1. Ana malzeme (Aşınan), 
2. Karşı malzeme (Aşındıran), 
3. Ara malzeme, 
4. Yük, 
5. Hareket. 

Aşınan ve aşındırılan malzemeler için "Aşınma Çifti" denilir. Aşınma çifti ile ara malzemeye de beraberce "Aşınma Kombinasyonu" denilmektedir. Aşınma çifti arasındaki ara malzeme, sert taneli, sıvı, gaz ve buhar halinde olabilir. Aşınma sırasında oluşan aşınma parçacıkları da, ara malzeme gibi etki yaparak aşınma olayına katılırlar.

Bu etkiler hareketine göre, kayma, yuvarlanma, titreşim, darbe ve akış olmak üzere birbirlerinden ayrılırlar. Aşınma olaylarında sistemin hareketine bağlı olarak kayma aşınması, yuvarlanma aşınması, titreşim aşınması, darbe aşınması ve erozyon aşınması olarak sınıflandırılabilirler. 

Aşınma olaylarının diğer tanımları, aşınan malzemenin fiziksel durumunu, örneğin, katı veya sıvının aşınan malzemeye etki açısını da içerir. Ara malzemeye bağlı olarak, aşınma olayları kuru veya sıvı örneğin, İki-Cisimli (two-body) ve Üç-Cisimli (three-body) aşınma olarak isimlendirilir.

Sonuçta, tribosistemin yapısına bağlı olarak karşı malzeme yüzeyinden ve/veya ana aşınma malzemesinin yüzeyinden malzeme kalkmasına neden olan etkileşimler meydana gelir. Aşınma talaşının oluşumu, aşınma mekanizmalarıyla açıklanır.
 

Bir tribosistemin, parametrelerine bağlı olarak farklı aşınma mekanizmaları oluşabilir. Aşınma mekanizmasını, bir tribosistemin elemanları arasında malzeme ve enerji etkileşimi olarak tanımlayabiliriz. Birbirleri ile temasta olan katı yüzeyler, oksit filmler ve sınır yağlayıcıları ile korunsalar bile mekanik yüklemeler altında oksit film tabakasının parçalanması nedeniyle, katı-katı teması meydana gelir. Bu temas aşınmaya sebep olur. Bunun sonucunda da malzeme kaybı oluşur. Aşınmanın başlaması ve devamı için gerekli giriş büyüklüklerinin tribolojik sistem içerisinde yaptığı etkinin iletilmesine göre farklı aşınma mekanizmaları ortaya çıkmaktadır. DIN 50320'ye göre dört esas aşınma olduğunu kabul edilmektedir.

Bunlar; 

1. Adhesiv Aşınma, 

2. Abrasiv Aşınma, 

3. Uzun Ömürlü Yorulma (fatigue) Aşınma, 

4. Tribokimyasal Reaksiyon veya Tribokimyasal Aşınma.