Adezyon aşınması

Bir kam mili üzerinde zamanla oluşmuş adhezyon aşınması ve abrazyon aşınması beraber görülmekte.

Adhezyon aşınması veya adhezif aşınma (İngilizce; adhesive wear, Almanca; adhäsiver verschleiß), yapışma, ovalanma ve kavrama olarak da bilinen, birbirine temas eden cisimlerin temas yüzeylerinin, bir normal kuvvet etkisi altında izafi hareket yapmaları sırasında görülebilen bir aşınma türüdür.

Aşınma mekanizması

Birbiriyle temasta olan iki cismin gerçek temas yüzeyleri yüzey pürüzlüğü sebebiyle aslında çok çok küçük olduğundan, gerçek temas yüzeyine normal kuvvet sebebiyle etkiyen basınç oldukça büyük değerler alır. Bu noktalardaki gerilmeler çok küçük yük durumlarında dahi akma gerilmesi sınırına erişirler ve akarak plastik deformasyona uğrarlar. Plastik deformasyona uğrayan bu yüzeyler üzerinden cisimler, birbirine mikro kaynaklar ile bağlanırlar. Bu sırada iki cisim arasında devam eden izafi hareket sebebiyle kaynak bağı kopar. Bu kopma sonucu diğer cisme göre yumuşak olan malzemeden imal edilmiş cismin yüzeyinde boşluklar oluşur, diğer yüzeydeyse çıkıntılar meydana gelir ve iki yüzey arasına adhezif parçacıklar dökülür.

Adhezyon aşınması, benzer ve kolay alaşım yapabilen malzemeler arasında meydana gelmekte ve tüm temas noktalarında meydana gelmemekte, yalnızca bir kısmında oluşmaktadır. Adhezyon aşınması yüzey pürüzlüğünü bozduğu ve adhezif parçacıklara sebep olduğu için abrazyon aşınmasına da zemin hazırlar. Adhezyon aşınması ile abrzayon aşınması aynı anda görülmez.İki yüzey arasına çevre etkisiyle sert partiküller girdiğinde veya adhezif parçacıklar oluştuğunda yani abrazyon aşınması için gerekli koşullar sağlandığında adhezyon aşınması oluşmaz.

Kohezyon ve Adhezyon İster katı, ister sıvı, isterse gaz hâli olsun bir maddenin atomları arasında birbirlerine karşı kuvvet etkileşimleri vardır. Aralarında uygun bir mesafe bulunan iki atom arasında çekme kuvveti tesirlidir. Eğer iki atom, bu çekme kuvvetinin tesiri ile birbirine çok fazla yaklaşırsa bu defa birbirlerini itmeye başlarlar. İtme ve çekme kuvvetlerinin dengelendiği mesafede atomlar en kararlı konumlarında bulunur.

Bir atomu kararlı konumundan ayırmak, yani diğer atoma yaklaştırmak veya uzaklaştırmak için enerjiye ihtiyaç vardır. Gereken bu enerji miktarı katı madde atomları için büyük, sıvılar için küçük, gazlar için ise ihmal edilebilecek kadar azdır. Böylece katı madde katılığını muhafaza eder, sıvılar ise moleküllerarası kuvvetlerin gaz hâlinden oldukça büyük olması sebebiyle, katılar gibi hacimlerini muhafaza eder, fakat akışkan bir özellik kazanırlar. Bir maddenin atomları arasındaki bu çekme kuvvetlerine kohezyon adı verilir.

Atomlararası kuvvetler sadece aynı madde içerisinde tesir göstermezler. Bir maddenin atomu ile diğer bir maddenin atomu arasında da çekme kuvvetleri mevcuttur ve buna da adhezyon adı verilir. Bir bardak içerisindeki suyu ele aldığımızda; su moleküllerinin kendi aralarındaki çekme kuvvetleri kohezyon, bardak molekülleri ile su molekülleri arasındaki çekim kuvvetleri ise adhezyondur.

Aşınma hızı

Aşınma hızı yüzeylerin izafi hızına ve normal kuvvete bağlıdır. Genelde yüksek kayma hızlarında ve büyük yüklerde görülen bir aşınma şeklidir. Cisimlerin etrafındaki gazların aşınma hızına etkisi büyüktür. Karbon dioksitli ve azotlu ortamda aşınma hızı havaya göre oldukça düşmektedir. Yine oksitlenme ve nem sebebiyle oluşan korozyon tabakası da adhezyon hızını önemli ölçüde artırmaktadır.

Adhezyona karşı alınabilecek önlemler

Yağlamanın sürtünme ve aşınmanın önlenmesi açısından önemi büyüktür. Doğru bir yağlayıcı seçimi ve iyi bir yağlama yöntemiyle yarı sıvı sürtünme bölgesinde dahi adhezyon aşınması önlenebilir. Yüksek hız ve basınç altındaki yüzeyler arasına katkılı (aditifli) bir yağlayıcı konulmasıyla adhezyon aşınmasının önüne geçilebilir.

Birbiriyle çalışan makine elemanları için uygun malzeme seçimi çok önemlidir. Lamel grafitli gri dökme demirler, iç yapıları ferritik olduğu zaman, düşük izafi hızlarda mükemmel yağlayıcıdırlar. Yine kalay, selenyum, arsenik ve tellür gibi metaller de adhezyon aşınması görülmemektedir. Sürtünme ve adhezyon aşınmasının önemli olduğu makine elemanları konstrüksiyonunda (örneğin kaymalı yataklarda) bu metallerin alaşımları tercih edilirse aşınmanın önüne iyi bir yağlamayla geçilir.

Makine elemanlarının yüzeylerinin sertleştirilmesi aşınmayı oldukça yavaşlatır. Birbirine temas eden makine elemanlarının yüzeylerinden birinin diğerine göre nispeten daha sert olması, adhezyon aşınmasının yumuşak malzemede oluşmasını ve yumuşak malzemenin sert malzeme üzerinde birikimini, dolayısıyla sert parçanın adhezyon aşınmadan korunmasını sağlar.

Adhezif aşınmaya yüzey pürüzlüğünün etkisi de oldukça büyüktür. Makine konstrüksiyonu ve imalatında bu husus göz önünde mutlaka bulundurulmalıdır.

Yenme

Yenme, adhezyon aşınmasının bir türüdür. Yenme olayı, yağlama ve soğutma yetersizliğinden kaynaklanan ve iki yüzey arasında ani ve kuvvetli bir kaynaklanmayla kendini gösteren bir ani aşınma olayıdır. Ani kaynaklanmanın sebebi o noktada oluşan yüksek sıcaklıktır. Bazı durumlarda yüzeyler kilitlenir ve birbirinden ayrılamaz, ayrılsa da yüzeyler bozulduğundan makine elemanı artık kullanılamaz hale gelir. Kaymalı yataklarda görülen yatak sarması olayı yenme olayına en güzel örnektir.

Ayrıca bakınız

• Triboloji
• Aşınma

Kaynakça

• Askeland, Donald R.; Malzeme Bilimi ve Mühendislik Malzemeleri - Cilt 2, Nobel Yayın Dağıtım, ISBN 975-591-106-5
• Akkurt, Mustafa; Makina Elemanları - Cilt 3, Birsen Yayınevi, ISBN 975-511-179-4
• Issler, L.; Hasar Bilgisi, Karadeniz Teknik Üniversitesi Yayınları, 1976