ABD/GLOBAL: +1-949-461-9292
AVRUPA: +39-011-3052-794
tr_TR TR
tr_TR TR en_US EN es_MX ES de_DE DE fr_FR FR it_IT IT zh_CN ZH ja JA pt_BR PT ko_KR KO pl_PL PL ar AR
BİZE ULAŞIN

Yüksek Sıcaklıkta Yerinde Aşınma Ölçümü

YERINDE AŞINMA ÖLÇÜMÜ YÜKSEK SICAKLIKTA

TRIBOMETRE KULLANARAK

YERİNDE AŞINMA ÖLÇÜMÜ Havacılık ve Uzay Tribometresi

Tarafından hazırlanmıştır

Duanjie Li, PhD

GİRİŞ

Doğrusal Değişken Diferansiyel Transformatör (LVDT), doğrusal yer değiştirmeyi ölçmek için kullanılan bir tür sağlam elektrik transformatörüdür. Güç türbinleri, hidrolik, otomasyon, uçak, uydular, nükleer reaktörler ve diğerleri dahil olmak üzere çeşitli endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Bu çalışmamızda NANOVEA'nın LVDT ve yüksek sıcaklık modüllerinin eklentilerine yer verdik. Tribometre bu, test edilen numunenin aşınma izi derinliğindeki değişikliğin, yüksek sıcaklıklardaki aşınma işlemi sırasında ölçülmesine olanak tanır. Bu, kullanıcıların aşınma sürecinin farklı aşamalarını COF'nin gelişimi ile ilişkilendirmesine olanak tanır; bu, yüksek sıcaklık uygulamaları için aşınma mekanizmasının ve malzemelerin tribolojik özelliklerinin temel anlayışının geliştirilmesinde kritik öneme sahiptir.

ÖLÇÜM HEDEFI

Bu çalışmada, NANOVEA T50 Tribometre'nin yüksek sıcaklıklarda malzemelerin aşınma sürecinin gelişimini yerinde izleme kapasitesini sergilemek istiyoruz.

Alümina silikat seramiğin farklı sıcaklıklardaki aşınma süreci kontrollü ve izlenebilir bir şekilde simüle edilmiştir.

NANOVEA

T50

TEST PROSEDÜRÜ

Alümina silikat seramik plakaların tribolojik davranışı, örneğin sürtünme katsayısı, COF ve aşınma direnci NANOVEA Tribometre ile değerlendirilmiştir. Alümina silikat seramik plaka, oda sıcaklığından (RT) yüksek sıcaklıklara (400°C ve 800°C) kadar bir fırın ile ısıtılmış ve ardından bu sıcaklıklarda aşınma testleri yapılmıştır. 

Karşılaştırma için, aşınma testleri numune 800°C'den 400°C'ye ve ardından oda sıcaklığına soğutulduğunda gerçekleştirilmiştir. Test edilen numunelere bir AI2O3 bilye ucu (6 mm çap, Sınıf 100) uygulanmıştır. COF, aşınma derinliği ve sıcaklık yerinde izlenmiştir.

TEST PARAMETRELERI

pin-on-disk ölçümünün

Tribometre LVDT Örneği

Aşınma oranı, K, K=V/(Fxs)=A/(Fxn) formülü kullanılarak değerlendirilmiştir; burada V aşınan hacim, F normal yük, s kayma mesafesi, A aşınma izinin kesit alanı ve n devir sayısıdır. Yüzey pürüzlülüğü ve aşınma izi profilleri NANOVEA Optik Profilleyici ile değerlendirilmiş ve aşınma izi morfolojisi optik mikroskop kullanılarak incelenmiştir.

SONUÇLAR & TARTIŞMA

Yerinde kaydedilen COF ve aşınma izi derinliği sırasıyla ŞEKİL 1 ve ŞEKİL 2'de gösterilmektedir. ŞEKİL 1'de "-I", sıcaklık RT'den yüksek bir sıcaklığa çıkarıldığında gerçekleştirilen testi göstermektedir. "-D" 800°C'lik daha yüksek bir sıcaklıktan düşürülen sıcaklığı temsil etmektedir.

ŞEKİL 1'de gösterildiği gibi, farklı sıcaklıklarda test edilen numuneler, ölçümler boyunca ~0,6'lık karşılaştırılabilir bir COF sergilemektedir. Bu kadar yüksek bir COF, önemli miktarda döküntü oluşturan hızlandırılmış bir aşınma sürecine yol açar. Aşınma izi derinliği, aşınma testleri sırasında ŞEKİL 2'de gösterildiği gibi LVDT ile izlenmiştir. Numune ısıtılmadan önce oda sıcaklığında ve numune soğutulduktan sonra yapılan testler, alümina silikat seramik plakanın RT'de aşamalı bir aşınma süreci sergilediğini, aşınma izi derinliğinin aşınma testi boyunca kademeli olarak sırasıyla ~170 ve ~150 μm'ye yükseldiğini göstermektedir. 

Buna karşılık, yüksek sıcaklıklardaki (400°C ve 800°C) aşınma testleri farklı bir aşınma davranışı sergilemektedir - aşınma izi derinliği aşınma sürecinin başında hızla artmakta ve test devam ettikçe yavaşlamaktadır. 400°C-I, 800°C ve 400°C-D sıcaklıklarında gerçekleştirilen testler için aşınma izi derinlikleri sırasıyla ~140, ~350 ve ~210 μm'dir.

Farklı sıcaklıklarda pin-on-desk Testleri sırasında COF

ŞEKİL 1. Farklı sıcaklıklarda pin-on-disk testleri sırasında Sürtünme Katsayısı

Farklı sıcaklıklarda alümina silikat seramik plakanın aşınma izi derinliği

ŞEKİL 2. Farklı sıcaklıklarda alümina silikat seramik plakanın aşınma izi derinliğinin evrimi

Alümina silikat seramik plakaların farklı sıcaklıklardaki ortalama aşınma oranı ve aşınma izi derinliği NANOVEA Optical Profiler'da özetlendiği gibi ŞEKİL 3. Aşınma izi derinliği LVDT kullanılarak kaydedilenle uyumludur. Alümina silikat seramik plaka, 400°C'nin altındaki sıcaklıklarda 0,2mm3/N'nin altındaki aşınma oranlarına kıyasla 800°C'de ~0,5 mm3/Nm'lik önemli ölçüde artmış bir aşınma oranı göstermektedir. Alümina silikat seramik plaka, kısa ısıtma işleminden sonra önemli ölçüde gelişmiş mekanik/tribolojik özellikler sergilememekte, ısıl işlemden önce ve sonra karşılaştırılabilir bir aşınma oranına sahip olmaktadır.

Lav ve harika taş olarak da bilinen alümina silikat seramik, ısıtma işleminden önce yumuşak ve işlenebilirdir. 1093°C'ye kadar yüksek sıcaklıklarda uzun bir fırınlama işlemi, sertliğini ve mukavemetini önemli ölçüde artırabilir, ardından elmas işleme gerekir. Böylesine benzersiz bir özellik, alümina silikat seramiği heykeltıraşlık için ideal bir malzeme haline getirir.

Bu çalışmada, kısa sürede fırınlama için gerekli olandan daha düşük bir sıcaklıkta (800°C'ye karşı 1093°C) ısıl işlemin alümina silikat seramiğin mekanik ve tribolojik özelliklerini iyileştirmediğini ve bu malzemenin gerçek uygulamalarda kullanılmadan önce uygun şekilde fırınlanmasını gerekli bir işlem haline getirdiğini gösteriyoruz.

 
Farklı sıcaklıklarda numunenin aşınma oranı ve aşınma izi derinliği 1

ŞEKİL 3. Farklı sıcaklıklarda numunenin aşınma oranı ve aşınma izi derinliği

SONUÇ

Bu çalışmadaki kapsamlı tribolojik analize dayanarak, alümina silikat seramik plakanın oda sıcaklığından 800°C'ye kadar farklı sıcaklıklarda karşılaştırılabilir sürtünme katsayısı sergilediğini gösteriyoruz. Bununla birlikte, 800°C'de ~0,5 mm3/Nm'lik önemli ölçüde artan bir aşınma oranı göstererek bu seramiğin uygun ısıl işleminin önemini ortaya koymaktadır.

NANOVEA Tribometreleri, 1000°C'ye kadar yüksek sıcaklıklardaki uygulamalar için malzemelerin tribolojik özelliklerini değerlendirebilmektedir. Yerinde COF ve aşınma izi derinliği ölçümlerinin işlevi, kullanıcıların aşınma sürecinin farklı aşamalarını COF'un evrimi ile ilişkilendirmesine olanak tanır; bu, yüksek sıcaklıklarda kullanılan malzemelerin aşınma mekanizmasının ve tribolojik özelliklerinin temel anlayışını geliştirmede kritik öneme sahiptir.

NANOVEA Tribometreleri, ISO ve ASTM uyumlu rotatif ve lineer modları kullanarak hassas ve tekrarlanabilir aşınma ve sürtünme testleri sunar ve isteğe bağlı yüksek sıcaklık aşınması, yağlama ve tribo-korozyon modülleri önceden entegre edilmiş tek bir sistemde mevcuttur. NANOVEA'nın eşsiz ürün yelpazesi, ince veya kalın, yumuşak veya sert kaplamaların, filmlerin ve alt tabakaların tüm tribolojik özelliklerini belirlemek için ideal bir çözümdür.

Pürüzlülük gibi diğer yüzey ölçümlerine ek olarak aşınma izlerinin yüksek çözünürlüklü 3D görüntülemesi için isteğe bağlı 3D Temassız Profilleyiciler mevcuttur.

YERINDE AŞINMA ÖLÇÜMÜ

ŞIMDI, BAŞVURUNUZ HAKKINDA KONUŞALIM

CANLI SOHBET

Yorum

Telif Hakkı © 2024 Nanovea. Her hakkı saklıdır.