SlideShare a Scribd company logo
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 1
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
MALZEMELERİN SÜRTÜNME VE AŞINMA
DAVRANIŞLARI
Prof. Dr. Hatem AKBULUT
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 2
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Sürtünmeye Giriş
Sürtünme (friction) latince fricaire kelimesinden gelir.
Manası; sürtme, ovalama
Gaz-katı arasındaki sürtünme = Aerodinamik sürtünme
Sıvı-katı arasındaki sürtünme = Sıvı sürtünme
Tek bir katı, sıvı veya gaz içinde sürtünme = İç sürtünme
1. KATI HAL SÜRTÜNMESİ
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 3
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Sürtünme enerjinin kaybolmasına neden olur
A.B.D. de sürtünmeden dolayı enerjinin % 10 u kaybolmaktadır.
Bunun yanında sürtünme önemli malzeme kaybına yol açmaktadır.
Sürtünme katsayısı (μ) ; μ = F/N
F: sürtünme kuvveti,
N: uygulanan yük
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 4
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Deride Sürtünme
Deride Sürtünme Kalp kapakçıklarında sürtünme
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 5
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Hip Joint
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 6
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Sürtünme katsayısı ;
Çok iyi bir yağlama durumunda = 0.03
Kuru ortamda = 0.5-0.7
Vakumda çok temiz metal yüzeylerinde ≥ 5 olabilir
Rahat bir insan yürüyüşünde; μ = 0.2-0.3
Buz üstünde yürümede; μ = 0.05
Frenlemede; μ = 0.3-0.6
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 7
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Malzeme
Şekil: a) Eğik bir düzlemde sürtünme durumu,
b) Sürtünme katsayısının hesaplanması
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 8
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Katı Hal Sürtünme Teorisi
Sürtünme, birbirine relatif çalışan iki madde arasında kinetik enerjinin
sürekli olarak düşüşünü ifade eder.
Malzeme mühendisliği açısından önemli olan katı hal sürtünmesidir.
Katı hal sürtünmesi:
a) Kaymalı (sliding) sürtünme
b) Dönmeli (rolling) sürtünme
Düşük sürtünme istenen alanlar : yataklar, dişliler, malzeme
üretim işlemleri
Yüksek sürtünme istenen alanlar: Fren diskleri, debriyaj kavrayıcısı,
tornavida uçları, yol yüzeyleri
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 9
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Kaymalı sürtünme malzeme mühendisliğinde en önemli olanıdır
Sürtünme kuvveti: F = μN
N = sisteme uygulanan normal yük
İki tür sürtünme katsayısı söz konusudur.
μs = statik sürtünme katsayısı (hareketi başlatmak için aşılması gereken)
μk = kinetik sürtünme katsayısı (sistemin hareket hızının sabit kalabilmesi
için aşılması gereken)
μk < μs
Yüzeyler arasında hareket belli bir açıyla başlıyorsa: μ = tanθ
Sürtünmede harcanan enerjinin önemli bir kısmı sürtünme ısısını oluşturur.
Bir kısmı ise sistemde entropiyi arttırır.
N
F μ
=
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 10
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Yüzeylerin Doğası:
Temas alanı yüzey yapısına göre değişir.
Gerçek temas alanı daha küçüktür
Yüzey topografyası veya yüzeyin şekli kompozisyon ve mikroyapıyla
birlikte sürtünmeyi etkiler.
Yüzeyin topografik yapısı malzemenin kullanım yerine bağlı olarak
yüzeyinin işlendiği durumdur.
Çok iyi işlenmiş bir yüzeyde bile tepecik ve çukurlar bulunur.
Bu süreksizlikler malzemenin mikroyapısı ve kompozisyonuna da
bağlıdır.
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 11
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
a) Statik temasta iki yüzeyin noktasal teması.
b) Temas noktalarında yüzeylerin kayması.
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 12
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
YÜZEY SÜREKSİZLİKLERİ
Makro sapmalar: Malzemenin hazırlanmasında dizaynın kendisinden gelen
sapmalardır
Dalgalanmalar: İşleme sırasında kesicinin sinuzoidal hareket yapması veya
malzemenin işlenirken deformasyona uğraması.
Yüzey pürüzlülüğü (Roughness): Yüzeyin kendisinin dalgalı yapı göstermesi
Kesici veya işleme aracı geometrisinen oluşan pürüzlülük
(İşleme şartı, Parça mikroyapısı, Sistem vibrasyonu)
Mikro-yüzey pürüzlülüğü: Atomik skalaya yakın olan yüzey süreksizliğidir.
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 13
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Şekil. Bir katı yüzeye karşı bazı yüzey sapmalarının şematik temsili
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 14
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Yüzey Pürüzlülüğü ve Ölçümü:
Tipik bir yüzeyde 105 den daha fazla pik mevcuttur. Piklerin
sayılarını ölçmek mantıklı olmaz
Profilmetre ile yüzey taranarak (elmas 2 μm uç yarıçapında)
değerler elde edilir.
Yatay eksende Büyütme = 100
Dikey eksende Büyütme = 500 den 100.000 e kadar değiştirilir.
Ölçülen değer Ra = Dikey süreksizliklerin merkez yatay çizgiden
ortalama sapması
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 15
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Ra değeri eşit
olsa da yüzey
topografyası
farklı olabilir.
Ra ile birlikte
Rmax ve Rt de
önemli
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 16
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 17
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
SÜRTÜNME KUVVETİ
Şekil. Sürtünme meydana getiren
mikroskobik mekanizmalar.
a) Adhezyon,
b) Yiv,
c) Oksitlerin Deformasyonu ve
kırılması,
d) Arayüzeyde aşınma ürünü.
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 18
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Yüzey Altı Yapı Değişimi: Malzemeye bağlı. Mikroyapı ve özellikler değişir.
Yapılarının değişimi hem kuru ve hem de yağlı ortamlarda önemlidir.
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 19
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Çeliklerin sürtünmesinde dört
kontaminantın etkisi.
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 20
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Farklı yüzey
yapılarına bağlı
sürtünme katsayısı
değişimleri
Sürtünme
kuvvetinin
değişimi
aşınmayı etkiler.
Sürtünme kuvveti
aşınma hakkında
bilgi verebilir.
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 21
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Çalışan arayüzeylerde üç
kayma davranışında
zamana karşı Sürtünme
kuvveti değişimi.
Etanolle temizlenmiş (100)
Nikel yüzeyleri,
Her durumda arayüzeydeki
yük = 10 mN
Sıcaklık = 120 K
Hız = 10 μm/s.
Okla gösterilen noktalarda
arayüzey teması başlıyor
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 22
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Şekil. Sistem aşınmasının sürtünme kuvvetine etkisi. a) Sistem
aşınmıyor veya aşınma hızı ve davranışında bir değişiklik yok, b) artan
aşınma miktarı ve aşınma zamanı ile kararlı hal aşınması-sürtünme
kuvveti ilişkisi, c) Zamanla aşınmanın ve buna paralel olarak sürtünme
kuvvetinin değişimi.
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 23
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Adhezyonun sürtünmede ana neden olduğu Bowden ve Tabor
tarafından 1950 lerde ifade edilmiş.
Bowden ve Tabor’ a göre sürtünen yüzeye temas eden noktalar
deforme olur ve daha sonra gerçek temas alanına ulaşılır.
H
N
Ar =
H
N
Ar =
N = normal yük (newton olarak H = Akış sertliği (N/m2)
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 24
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Sürtünme bağların kesilmesi ile de meydana geliyorsa, sürtünme
kuvveti kayma gerilmesinden etkilenir.
H
H
A
A
N
F
r
r τ
=
τ
=
=
μ
H ∼ 3σy, τ ∼ 0.5 – 0.6σy olduğunda,
μ = 0.17 – 0.2 aralığında olur
Bu değerler genelde havada temiz yüzeyli metaller için geçerlidir.
Vakumda daha yüksek μ değeri elde edilir
(Vakumda yüzeyler oksitlenemediğinden)
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 25
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Sürtünen yüzeyler
arasındaki etkileşimler
farklıdır.
Sürtünen yüzeylerde:
Kimyasal bileşik:
(kimyasal alaşım)
Mekanik bileşik :
(mekanik alaşım)
Şekil. metaller arasındaki
adhezyon (dolayısıyla
sürtünme) derecesini
gösteren diyagram
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 26
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Metallerde Sürtünme:
Eğer metal yüzeyleri çok temiz ise sürtünme tam bir adhezyon kontrollü olur.
Metal yüzeyleri arasında arayüzey geriliminin düşük olmasından dolayı
çekim artar ve soğuk kaynak meydana gelebilir. Bu durumda sürtünme
katsayısı artar.
Metaller atmosferik şartlarda yüzeylerine oksijen ve nem absorbe edip μ
değerini düşürürler.
Elmas da metal olmamasına rağmen benzer davranış gösterir.
Vakumda ilk anda μ = 0.1 iken
Bir süre üzerinde bir aşındırıcı çalıştığında μ = 0.8 – 1.0
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 27
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Şekil. Temiz metal
yüzeylerinde oksijenin
μ değerine etkisi
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 28
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Şekil. vakumda Tek kristal SiC
üzerinde kayan
metallerin d- bağı özellikleri
Aynı metalde aynı kristal
düzlemlerinin karşı karşıya
çalışmasında en yüksek μ değeri
gözlenir.
Farklı metallerde aynı indisli veya
latis parametreleri birbirine yakın
malzemelerde μ en düşük
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 29
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Şekil. Vakumda Co
metalinin Co
üzerinde kayması
sonucu sürtünme
katsayısının
sıcaklıkla değişimi.
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 30
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Plastik şekil vermede;
Enerji kaybını azaltma,
Plastik şekil verme cihazlarının
korunması,
Şekil verilecek parçanın hasara
uğramaması
Yukarıdaki nedenlerden dolayı
düşük CF istenir ve yağlama
uygulanır.
Çeşitli mineral yağlar, katı
yağlayıcılar (grafit vs. ) sabun, yağ
gibi organik yağlayıcılar kullanılır
Şekil. Bir ekstrüzyon işleminde
yağlayıcının hareketi.
Şekil Vermede Sürtünme
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 31
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Bazı metallerin Statik ve
Kinetik Sürtünme Katsayıları
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 32
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Si3N4 pin malzemenin SUS440Cpaslanmaz çelik üzerinde yüksek vakumda
aşındırılmasında kullanılan saf metal yağlayıcıların etkisi.
Katı Metalin kendisi
yağlayıcı olur mu?
Metaller vakumda
bazen yağlayıcı olarak
da kullanılırlar. İnce film
halinde arayüzeyde
kullanılır. Nasıl?
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 33
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Polimerlerde Sürtünme
Polimerlerde de metallerdeki sürtünme mekanizmaları geçerlidir.
İlave olarak farklı mekanizmalar var.
a) Viskoelastisite,
b) Deformasyon sertleşmesi hassasiyeti,
c) Polimerlerin düşük termal iletkenliği,
Sürtünme metallerde olduğu gibi çoğu zaman yüzey adhezyonu ile olur.
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 34
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Çok ince bir tabaka
(100 nm)
deformasyona uğrar.
Polimer ısıyı az
ilettiğinden yüzeyden
çok az malzeme kaybı
olur.
Ancak plastik
deformasyon yüksek
oranda gerçekleşir.
Şekil. Bir polimerde sürtünme dağılım
zonlarının şematik gösterimi.
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 35
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Elastomerler tam viskoelstik
malzemedir
Şekil. Yüzey adhezyonu
olmaksızın düz ve sert bir
kürenin viskoelastik bir
malzeme üzerinde hareketi.
Her bir noktada farklı
miktarda gerilme ve
deformasyon mevcuttur.
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 36
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Seramiklerde Sürtünme
Sürtünme mekanizması çok iyi anlaşılmamış
Düşük sürtünme katsayısı nedeni adhezyonun düşük olması
Bazı seramikler yüksek sürtünme katsayısına sahip
Mekanizmanın tam anlaşılamaması bu sebepten.
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 37
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Önemli Diğer Malzemelerde Sürtünme
Grafit ve MoS2: Tabakalı yapıdan dolayı düşük sürtünme gösterirler.
Tabakalar içinde kuvvetli bağlar aralarında zayıf bağlar var.
Katı yağlayıcı olarak kullanılırlar
Buz: Katılaşınca genleşen ender malzemelerden biri
Sürtünme ısısından dolayı buz yüzeyinde ergime ve sıvı yağlayıcılık
olur.
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 38
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Sürtünme Isısının Hesaplanması
Hacim, Temas ve Flaş Sıcaklıkları
Sürtünme sırasında malzemeden çevreye giden ısı,
Malzemede ve arayüzeyde saklanan ısı özellikler bakımından önemli
Sürtünme ısısı oluşmadan malzemede ortalama sıcaklık:
Hacim sıcaklığı (Tb)
Sürtünmeden dolayı arayüzeyde oluşan sıcaklık:
Temas sıcaklığı (Tc)
Sürtünmeden dolayı oluşan sıcaklık :
Flaş sıcaklığı (Tf)
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 39
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Kayma temas noktaları civarında sıcaklık dağılım izotermlerinin
şematik gösterimi.
Nominal temas sıcaklığı (Tnom) 500°C üzerine bile çıkabilir (Örnek
frenlerde)
Tb genelde 100°C altında olur.
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 40
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
b
c
f T
T
T −
=
Δ
Flaş Sıcaklığı = ΔTf
Toplam Temas Sıcaklığı:
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 41
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Sürtünme Katsayısı
İki yüzeyi birbiri üstünde relatif olarak hareket ettirmek için gereken
yanal kuvvet oranı.
Sürtünme Katsayısını etkileyen faktörler:
• Malzeme kompozisyonu • Yüzey düzgünlüğü
• Kayma hızı • Sıcaklık
• Yüzey kirlenmesi • Yağlama
• Nem • Oksit filmleri
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 42
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Isı Bölünme Faktörü
İki yüzey temasında, birim zaman başına bir enerji üretilir = Q
Bu ısı iki farklı malzemeye dağılır: (Q1 = γ1Q) ve (Q2 = γ2Q)
γ1 ve γ2, ısı paylaşım (bölüşüm) faktörü olarak bilinir
1
2
1 =
γ
+
γ
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 43
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Isı Kaynağı Süresi:
Isının sisteme uygulanma süresidir ve çok sayıda faktöre bağlıdır.
Dairesel bir yarıçap (a) için Fourier modülünden yola çıkarak t hesaplanabilir.
2
i
o
a
t
D
F
⋅
=
Di = Sistemin termal iletkenliği
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 44
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Peclet Numarası:
Peclet numarası, Pe, boyutsuz ısı transferi faktörü
k
/
VL
c
Pe c
p
ρ
=
ρ= yoğunluk,
cp = sabit basınçta spesifik ısı,
V = hız,
Lc = karakteristik uzunluk,
k = termal iletkenlik
Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 45
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME
MÜHENDİSLİĞİ
Şekil. Zamanın bir
fonksiyonu olarak
dairesel bir temasta
yüzey sıcaklığının
değişimi.

More Related Content

Featured

How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental HealthHow Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
ThinkNow
 
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdfAI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
marketingartwork
 
Skeleton Culture Code
Skeleton Culture CodeSkeleton Culture Code
Skeleton Culture Code
Skeleton Technologies
 
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
Neil Kimberley
 
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
contently
 
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
Albert Qian
 
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie InsightsSocial Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Kurio // The Social Media Age(ncy)
 
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Search Engine Journal
 
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
SpeakerHub
 
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
Clark Boyd
 
Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next
Tessa Mero
 
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentGoogle's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Lily Ray
 
How to have difficult conversations
How to have difficult conversations How to have difficult conversations
How to have difficult conversations
Rajiv Jayarajah, MAppComm, ACC
 
Introduction to Data Science
Introduction to Data ScienceIntroduction to Data Science
Introduction to Data Science
Christy Abraham Joy
 
Time Management & Productivity - Best Practices
Time Management & Productivity -  Best PracticesTime Management & Productivity -  Best Practices
Time Management & Productivity - Best Practices
Vit Horky
 
The six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementThe six step guide to practical project management
The six step guide to practical project management
MindGenius
 
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
RachelPearson36
 
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Applitools
 
12 Ways to Increase Your Influence at Work
12 Ways to Increase Your Influence at Work12 Ways to Increase Your Influence at Work
12 Ways to Increase Your Influence at Work
GetSmarter
 

Featured (20)

How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental HealthHow Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
 
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdfAI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
 
Skeleton Culture Code
Skeleton Culture CodeSkeleton Culture Code
Skeleton Culture Code
 
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
 
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
 
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
 
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie InsightsSocial Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
 
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
 
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
 
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
 
Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next
 
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentGoogle's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
 
How to have difficult conversations
How to have difficult conversations How to have difficult conversations
How to have difficult conversations
 
Introduction to Data Science
Introduction to Data ScienceIntroduction to Data Science
Introduction to Data Science
 
Time Management & Productivity - Best Practices
Time Management & Productivity -  Best PracticesTime Management & Productivity -  Best Practices
Time Management & Productivity - Best Practices
 
The six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementThe six step guide to practical project management
The six step guide to practical project management
 
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
 
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
 
12 Ways to Increase Your Influence at Work
12 Ways to Increase Your Influence at Work12 Ways to Increase Your Influence at Work
12 Ways to Increase Your Influence at Work
 
ChatGPT webinar slides
ChatGPT webinar slidesChatGPT webinar slides
ChatGPT webinar slides
 

Malzemelerin Sürtünme ve Aşınma Davranışları.pdf

  • 1. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 1 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ MALZEMELERİN SÜRTÜNME VE AŞINMA DAVRANIŞLARI Prof. Dr. Hatem AKBULUT
  • 2. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 2 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Sürtünmeye Giriş Sürtünme (friction) latince fricaire kelimesinden gelir. Manası; sürtme, ovalama Gaz-katı arasındaki sürtünme = Aerodinamik sürtünme Sıvı-katı arasındaki sürtünme = Sıvı sürtünme Tek bir katı, sıvı veya gaz içinde sürtünme = İç sürtünme 1. KATI HAL SÜRTÜNMESİ
  • 3. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 3 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Sürtünme enerjinin kaybolmasına neden olur A.B.D. de sürtünmeden dolayı enerjinin % 10 u kaybolmaktadır. Bunun yanında sürtünme önemli malzeme kaybına yol açmaktadır. Sürtünme katsayısı (μ) ; μ = F/N F: sürtünme kuvveti, N: uygulanan yük
  • 4. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 4 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Deride Sürtünme Deride Sürtünme Kalp kapakçıklarında sürtünme
  • 5. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 5 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Hip Joint
  • 6. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 6 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Sürtünme katsayısı ; Çok iyi bir yağlama durumunda = 0.03 Kuru ortamda = 0.5-0.7 Vakumda çok temiz metal yüzeylerinde ≥ 5 olabilir Rahat bir insan yürüyüşünde; μ = 0.2-0.3 Buz üstünde yürümede; μ = 0.05 Frenlemede; μ = 0.3-0.6
  • 7. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 7 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Malzeme Şekil: a) Eğik bir düzlemde sürtünme durumu, b) Sürtünme katsayısının hesaplanması
  • 8. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 8 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Katı Hal Sürtünme Teorisi Sürtünme, birbirine relatif çalışan iki madde arasında kinetik enerjinin sürekli olarak düşüşünü ifade eder. Malzeme mühendisliği açısından önemli olan katı hal sürtünmesidir. Katı hal sürtünmesi: a) Kaymalı (sliding) sürtünme b) Dönmeli (rolling) sürtünme Düşük sürtünme istenen alanlar : yataklar, dişliler, malzeme üretim işlemleri Yüksek sürtünme istenen alanlar: Fren diskleri, debriyaj kavrayıcısı, tornavida uçları, yol yüzeyleri
  • 9. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 9 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Kaymalı sürtünme malzeme mühendisliğinde en önemli olanıdır Sürtünme kuvveti: F = μN N = sisteme uygulanan normal yük İki tür sürtünme katsayısı söz konusudur. μs = statik sürtünme katsayısı (hareketi başlatmak için aşılması gereken) μk = kinetik sürtünme katsayısı (sistemin hareket hızının sabit kalabilmesi için aşılması gereken) μk < μs Yüzeyler arasında hareket belli bir açıyla başlıyorsa: μ = tanθ Sürtünmede harcanan enerjinin önemli bir kısmı sürtünme ısısını oluşturur. Bir kısmı ise sistemde entropiyi arttırır. N F μ =
  • 10. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 10 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Yüzeylerin Doğası: Temas alanı yüzey yapısına göre değişir. Gerçek temas alanı daha küçüktür Yüzey topografyası veya yüzeyin şekli kompozisyon ve mikroyapıyla birlikte sürtünmeyi etkiler. Yüzeyin topografik yapısı malzemenin kullanım yerine bağlı olarak yüzeyinin işlendiği durumdur. Çok iyi işlenmiş bir yüzeyde bile tepecik ve çukurlar bulunur. Bu süreksizlikler malzemenin mikroyapısı ve kompozisyonuna da bağlıdır.
  • 11. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 11 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ a) Statik temasta iki yüzeyin noktasal teması. b) Temas noktalarında yüzeylerin kayması.
  • 12. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 12 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ YÜZEY SÜREKSİZLİKLERİ Makro sapmalar: Malzemenin hazırlanmasında dizaynın kendisinden gelen sapmalardır Dalgalanmalar: İşleme sırasında kesicinin sinuzoidal hareket yapması veya malzemenin işlenirken deformasyona uğraması. Yüzey pürüzlülüğü (Roughness): Yüzeyin kendisinin dalgalı yapı göstermesi Kesici veya işleme aracı geometrisinen oluşan pürüzlülük (İşleme şartı, Parça mikroyapısı, Sistem vibrasyonu) Mikro-yüzey pürüzlülüğü: Atomik skalaya yakın olan yüzey süreksizliğidir.
  • 13. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 13 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Şekil. Bir katı yüzeye karşı bazı yüzey sapmalarının şematik temsili
  • 14. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 14 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Yüzey Pürüzlülüğü ve Ölçümü: Tipik bir yüzeyde 105 den daha fazla pik mevcuttur. Piklerin sayılarını ölçmek mantıklı olmaz Profilmetre ile yüzey taranarak (elmas 2 μm uç yarıçapında) değerler elde edilir. Yatay eksende Büyütme = 100 Dikey eksende Büyütme = 500 den 100.000 e kadar değiştirilir. Ölçülen değer Ra = Dikey süreksizliklerin merkez yatay çizgiden ortalama sapması
  • 15. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 15 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Ra değeri eşit olsa da yüzey topografyası farklı olabilir. Ra ile birlikte Rmax ve Rt de önemli
  • 16. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 16 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ
  • 17. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 17 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ SÜRTÜNME KUVVETİ Şekil. Sürtünme meydana getiren mikroskobik mekanizmalar. a) Adhezyon, b) Yiv, c) Oksitlerin Deformasyonu ve kırılması, d) Arayüzeyde aşınma ürünü.
  • 18. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 18 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Yüzey Altı Yapı Değişimi: Malzemeye bağlı. Mikroyapı ve özellikler değişir. Yapılarının değişimi hem kuru ve hem de yağlı ortamlarda önemlidir.
  • 19. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 19 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Çeliklerin sürtünmesinde dört kontaminantın etkisi.
  • 20. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 20 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Farklı yüzey yapılarına bağlı sürtünme katsayısı değişimleri Sürtünme kuvvetinin değişimi aşınmayı etkiler. Sürtünme kuvveti aşınma hakkında bilgi verebilir.
  • 21. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 21 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Çalışan arayüzeylerde üç kayma davranışında zamana karşı Sürtünme kuvveti değişimi. Etanolle temizlenmiş (100) Nikel yüzeyleri, Her durumda arayüzeydeki yük = 10 mN Sıcaklık = 120 K Hız = 10 μm/s. Okla gösterilen noktalarda arayüzey teması başlıyor
  • 22. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 22 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Şekil. Sistem aşınmasının sürtünme kuvvetine etkisi. a) Sistem aşınmıyor veya aşınma hızı ve davranışında bir değişiklik yok, b) artan aşınma miktarı ve aşınma zamanı ile kararlı hal aşınması-sürtünme kuvveti ilişkisi, c) Zamanla aşınmanın ve buna paralel olarak sürtünme kuvvetinin değişimi.
  • 23. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 23 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Adhezyonun sürtünmede ana neden olduğu Bowden ve Tabor tarafından 1950 lerde ifade edilmiş. Bowden ve Tabor’ a göre sürtünen yüzeye temas eden noktalar deforme olur ve daha sonra gerçek temas alanına ulaşılır. H N Ar = H N Ar = N = normal yük (newton olarak H = Akış sertliği (N/m2)
  • 24. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 24 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Sürtünme bağların kesilmesi ile de meydana geliyorsa, sürtünme kuvveti kayma gerilmesinden etkilenir. H H A A N F r r τ = τ = = μ H ∼ 3σy, τ ∼ 0.5 – 0.6σy olduğunda, μ = 0.17 – 0.2 aralığında olur Bu değerler genelde havada temiz yüzeyli metaller için geçerlidir. Vakumda daha yüksek μ değeri elde edilir (Vakumda yüzeyler oksitlenemediğinden)
  • 25. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 25 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Sürtünen yüzeyler arasındaki etkileşimler farklıdır. Sürtünen yüzeylerde: Kimyasal bileşik: (kimyasal alaşım) Mekanik bileşik : (mekanik alaşım) Şekil. metaller arasındaki adhezyon (dolayısıyla sürtünme) derecesini gösteren diyagram
  • 26. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 26 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Metallerde Sürtünme: Eğer metal yüzeyleri çok temiz ise sürtünme tam bir adhezyon kontrollü olur. Metal yüzeyleri arasında arayüzey geriliminin düşük olmasından dolayı çekim artar ve soğuk kaynak meydana gelebilir. Bu durumda sürtünme katsayısı artar. Metaller atmosferik şartlarda yüzeylerine oksijen ve nem absorbe edip μ değerini düşürürler. Elmas da metal olmamasına rağmen benzer davranış gösterir. Vakumda ilk anda μ = 0.1 iken Bir süre üzerinde bir aşındırıcı çalıştığında μ = 0.8 – 1.0
  • 27. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 27 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Şekil. Temiz metal yüzeylerinde oksijenin μ değerine etkisi
  • 28. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 28 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Şekil. vakumda Tek kristal SiC üzerinde kayan metallerin d- bağı özellikleri Aynı metalde aynı kristal düzlemlerinin karşı karşıya çalışmasında en yüksek μ değeri gözlenir. Farklı metallerde aynı indisli veya latis parametreleri birbirine yakın malzemelerde μ en düşük
  • 29. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 29 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Şekil. Vakumda Co metalinin Co üzerinde kayması sonucu sürtünme katsayısının sıcaklıkla değişimi.
  • 30. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 30 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Plastik şekil vermede; Enerji kaybını azaltma, Plastik şekil verme cihazlarının korunması, Şekil verilecek parçanın hasara uğramaması Yukarıdaki nedenlerden dolayı düşük CF istenir ve yağlama uygulanır. Çeşitli mineral yağlar, katı yağlayıcılar (grafit vs. ) sabun, yağ gibi organik yağlayıcılar kullanılır Şekil. Bir ekstrüzyon işleminde yağlayıcının hareketi. Şekil Vermede Sürtünme
  • 31. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 31 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Bazı metallerin Statik ve Kinetik Sürtünme Katsayıları
  • 32. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 32 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Si3N4 pin malzemenin SUS440Cpaslanmaz çelik üzerinde yüksek vakumda aşındırılmasında kullanılan saf metal yağlayıcıların etkisi. Katı Metalin kendisi yağlayıcı olur mu? Metaller vakumda bazen yağlayıcı olarak da kullanılırlar. İnce film halinde arayüzeyde kullanılır. Nasıl?
  • 33. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 33 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Polimerlerde Sürtünme Polimerlerde de metallerdeki sürtünme mekanizmaları geçerlidir. İlave olarak farklı mekanizmalar var. a) Viskoelastisite, b) Deformasyon sertleşmesi hassasiyeti, c) Polimerlerin düşük termal iletkenliği, Sürtünme metallerde olduğu gibi çoğu zaman yüzey adhezyonu ile olur.
  • 34. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 34 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Çok ince bir tabaka (100 nm) deformasyona uğrar. Polimer ısıyı az ilettiğinden yüzeyden çok az malzeme kaybı olur. Ancak plastik deformasyon yüksek oranda gerçekleşir. Şekil. Bir polimerde sürtünme dağılım zonlarının şematik gösterimi.
  • 35. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 35 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Elastomerler tam viskoelstik malzemedir Şekil. Yüzey adhezyonu olmaksızın düz ve sert bir kürenin viskoelastik bir malzeme üzerinde hareketi. Her bir noktada farklı miktarda gerilme ve deformasyon mevcuttur.
  • 36. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 36 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Seramiklerde Sürtünme Sürtünme mekanizması çok iyi anlaşılmamış Düşük sürtünme katsayısı nedeni adhezyonun düşük olması Bazı seramikler yüksek sürtünme katsayısına sahip Mekanizmanın tam anlaşılamaması bu sebepten.
  • 37. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 37 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Önemli Diğer Malzemelerde Sürtünme Grafit ve MoS2: Tabakalı yapıdan dolayı düşük sürtünme gösterirler. Tabakalar içinde kuvvetli bağlar aralarında zayıf bağlar var. Katı yağlayıcı olarak kullanılırlar Buz: Katılaşınca genleşen ender malzemelerden biri Sürtünme ısısından dolayı buz yüzeyinde ergime ve sıvı yağlayıcılık olur.
  • 38. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 38 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Sürtünme Isısının Hesaplanması Hacim, Temas ve Flaş Sıcaklıkları Sürtünme sırasında malzemeden çevreye giden ısı, Malzemede ve arayüzeyde saklanan ısı özellikler bakımından önemli Sürtünme ısısı oluşmadan malzemede ortalama sıcaklık: Hacim sıcaklığı (Tb) Sürtünmeden dolayı arayüzeyde oluşan sıcaklık: Temas sıcaklığı (Tc) Sürtünmeden dolayı oluşan sıcaklık : Flaş sıcaklığı (Tf)
  • 39. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 39 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Kayma temas noktaları civarında sıcaklık dağılım izotermlerinin şematik gösterimi. Nominal temas sıcaklığı (Tnom) 500°C üzerine bile çıkabilir (Örnek frenlerde) Tb genelde 100°C altında olur.
  • 40. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 40 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ b c f T T T − = Δ Flaş Sıcaklığı = ΔTf Toplam Temas Sıcaklığı:
  • 41. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 41 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Sürtünme Katsayısı İki yüzeyi birbiri üstünde relatif olarak hareket ettirmek için gereken yanal kuvvet oranı. Sürtünme Katsayısını etkileyen faktörler: • Malzeme kompozisyonu • Yüzey düzgünlüğü • Kayma hızı • Sıcaklık • Yüzey kirlenmesi • Yağlama • Nem • Oksit filmleri
  • 42. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 42 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Isı Bölünme Faktörü İki yüzey temasında, birim zaman başına bir enerji üretilir = Q Bu ısı iki farklı malzemeye dağılır: (Q1 = γ1Q) ve (Q2 = γ2Q) γ1 ve γ2, ısı paylaşım (bölüşüm) faktörü olarak bilinir 1 2 1 = γ + γ
  • 43. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 43 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Isı Kaynağı Süresi: Isının sisteme uygulanma süresidir ve çok sayıda faktöre bağlıdır. Dairesel bir yarıçap (a) için Fourier modülünden yola çıkarak t hesaplanabilir. 2 i o a t D F ⋅ = Di = Sistemin termal iletkenliği
  • 44. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 44 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Peclet Numarası: Peclet numarası, Pe, boyutsuz ısı transferi faktörü k / VL c Pe c p ρ = ρ= yoğunluk, cp = sabit basınçta spesifik ısı, V = hız, Lc = karakteristik uzunluk, k = termal iletkenlik
  • 45. Prof. Dr. Hatem AKBULUT 25 Eylül 2007 Salı 45 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Şekil. Zamanın bir fonksiyonu olarak dairesel bir temasta yüzey sıcaklığının değişimi.