Çeliklerin arbasiv aşınmasında aşındırıcı tane büyüklüğünün aşınma direncine etkisi /
Yazar: İBRAHİM SEVİM
Danışman: PROF. DR. İ. BARLAS ERYÜREK
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Ana Bilim Dalı / İmal Usulleri Bilim Dalı
Derece: Doktora, 1998
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Aşınma dayanımı = Wear resistance ; Çelik-metal = Steel-metal

Özet:
ÖZET Aşınma, malzemenin yüzeyinden kopma ve kırılma yoluyla küçük parçacıkların ayrılması sonucunda oluşan hasar mekanizmasıdır. Bu mekanizmanın aşınma sayılabilmesi için gerek ve yeterli şart, 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 bizim isteğimiz dışında meydana gelmesidir. DİN 50320'ye göre dört esas aşınmanın olduğunu kabul edilmektedir. Bunlar; adhesiv aşınma, abrasiv aşınma, uzun ömürlü yorulma (fatigue) aşınma, tribokimyasal reaksiyon veya tribokimyasal aşınmadır. Aşınma deneyleri, tek aşındırıcı veya birden fazla aşındırıcının bulunduğu cisimlerle yapılmaktadır. Tek aşındırıcı uç modellerinden (örneğin; küre, pramit, koni) hareket edilerek elde edilen aşınma ifadeleri bir takım kabuller yapılarak birden fazla aşındırıcı taneciğin bulunduğu (örneğin; zımpara kağıdı) abrasiv aşınma olaylarına uyarlanır. Çok taneli aşındırıcının mevcut olduğu hallerde birim alana gelen aşınma hızı, uygulanan basınçla doğru, malzemenin sertliği ile ters orantılıdır. Bir başka ifade ile aşınma direncinin sertlikle değişimi orijinden geçen bir doğrudur. Bu bölgeye tarafımızdan I. Bölge denilmiştir. Tavlanmış ve yumuşak haldeki çelikler de bu değişme benzer bir karakteristik göstermekle birlikte, sertleştirilmiş çelikler ve sert metaller bu modele uymamaktadır. Burada aşınma direnci-sertlik değişimi lineer fakat daha düşük eğimli ve orijinden geçmeyen bir doğrudur. Bu değişimin olduğu bölgeye tarafımızdan II. Bölge adı verilmiştir. II. bölgedeki aşınma direnci değeri de aşındırıcı tanecik boyutlarına bağlı olarak değişmektedir. Bu tip aşınma olaylarının incelenmesinde, literatürdeki bir başka kavram ise, izafi aşınma direnci kavramıdır. Bilindiği gibi izafi aşınma direnci, söz konusu malzemenin aşınma direncinin referans olarak alınan daha yumuşak bir malzemenin aynı deney şartlarında elde edilmiş aşınma direncine bölünmesiyle bulunmaktadır. Araştırmacılar, böylece deney şartlarının etksinin ortadan kalkacağına inanmaktadırlar. İzafi aşınma direnci, I. bögede aşındırıcı tanecik çapına bağlı değil iken, II. bögede aşındırıcı tanecik çapına bağlı olarak değişmektedir. Yapılan bu çalışmanın amacı, abrasiv aşınma direncine I. ve II. bölgede aşındırıcı tanecik büyüklüğünün etkisini araştırmak ve II. bölgede aşındırıcı tanecik çapının da değişken olarak görüldüğü ampirik aşınma direnci denklemi geliştirmektir. Ayrıca, bu çalışmada kaynak sonrası gevrek bir kaynaklı bölgenin olduğu kaynaklı bağlantılardaki aşınmada incelenmiştir. Bu çalışmanın sonucunda, literatürde de sözü edildiği gibi I. ve II. bölgedeki aşınma direncinin, aşındırıcı tanecik çapına bağlı olarak değiştiği ve aşındırıcı tanecik çapı, basınç ve sertliğinde fonksiyonu olan ampirik aşınma direnci bağıntıları elde edilmiştir. Bunun yanında izafi aşınma direncinin I. bölgede aşındırıcı tanecik çapından bağımsız olduğu, II. bölgede ise, izafi aşınma direncinin aşındırıcı tanecik çapına bağlı olduğu elde edilen ampirik denklemler ile ortaya konmaktadır. Çalışmanın devamında ise, II. bölgede kaynaklı parçalarda gevrekleşmiş kaynak bölgesinin kırılma tokluğunun aşınma direncine olan etkisini belirleyen ampirik bağıntılar elde edilmiştir. xxı

Abstract:
SUMMARY EFFECT OF ABRASIVE PARTICLE SIZE ON WEAR RESISTANCE FOR ABRASIVE WEAR OF STEELS INTRODUCTION Wear is the damage mechanism arising from separation of small particles from material surface by fraction and rupture [1-5]. In order to consider this mechanism as a wear, it is the normal prerequisite that material surfaces move relative to each other and that a material loss occur on both or one of the material surfaces as a result of a mechanical impact and at the same time this event should occur out of our own will [1-5]. According to DIN 50320, it is accepted that there are four main phases [6]. They are adhesive wear, abrasive wear, long-life fatigue wear, tribochemical reaction or tribochemical wear. Wear experiments have been made with the substances containing one or more abrasive [19]. Abrasive statements obtained through single abrasive end patterns (Le. sphere, pyramid, cone) are adapted to abrasive wear cases with abrasive particles more than one based on some acceptances [21], In cases of that there is abrasive with many particles, wear rate on the unit area is directly proportional to the applied pressure and adversely proportional to the material hardness [13]. With other words, change of wear resistance with hardness is a line passing through the origin [13, 32]. This zone is called as Ist zone by us. Even though the annealed and mild steels seem to have similar characteristic to this change, hardened steels and hard metals characteristics do not comply with this model [13, 32]. The wear resistance mentioned above is a line with linear hardness change but having a lower gradient and not passing through the origin [32]. The zone on which this change has raised is called IInd zone by us. The wearing resistance value in the IInd zone changes according to the abrasive particle sizes. Another concept used in the literature for examination of such wearing events is relative wear resistance concept [33]. As known, relative wear resistance is obtained through that the wear resistance of the said material is divided by the wear resistance of a milder material referenced which has been obtained under the same experiment conditions. Researchers believe that the effect of experiment conditions will be eliminated in that way [36], Relative wear resistance is not dependent on the abrasive particle diameter in the Ist zone while it changes in accordance with the abrasive particle diameter in the IInd zone. The aim of this study is to research the effect of abrasive particle size on the abrasive wear resistance in the Ist and IInd zone and to develop an empirical wear resistance equation in the IInd zone where abrasive particle diameter is also considered variable.