سایش

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

برای سایش در هواشناسی به سایش (هواشناسی) مراجعه نمائید.

Dent cassee sur une roue spiro-conique.jpg
انواع واماندگی مکانیکی
کمانش
خوردگی
خزش
خستگی
شکست
ضربه
بار زیاد
پارگی
شوک حرارتی
سایش
تسلیم

سایش (به انگلیسی: Wear) فرسایش یک سطح جامد ناشی از تماس با سطحی دیگر است. این فرایند در اثر تماس مکانیکی دو سطح با یکدیگر رخ می‌دهد.

این فرایند شامل تغییر ابعاد یک ماده در اثر تغییر شکل پلاستیک نمی‌شود. همچنین فرایندهایی مانند حفره‌زایی که فرسایش در اثر مایع، خوردگی که در اثر واکنش شیمیایی، و فرسایش ناشی از ضربه نمی‌شود.

مقاومت به سایش[ویرایش]

بدلیل ماهیت سایش، روش جامعی برای سنجش مقاومت به سایش مواد باشنده نیست. ASTM استانداردی بر مبنای مقدار حجم کاسته‌شده از ماده را برای مقاوم‌سنجی ماده به سایش پیشتهاد داده‌است. در نظرگرفتن حجم کاسته‌شده بجای جرم، معیار دقیق‌تری‌ست بویژه هنگامیکه مقایسه مقاومت به سایش چند ماده با چگالی‌های متفاوت مد نظر باشد. بعنوان مثال، کاهش 14 گرمی نمونه‌ای از جنس کاربید تنگستن+کبالت (با چگالی 14000 kg/m³) در مقایسه با کاهش وزن 7/2 گرمی نمونه هم اندازه دیگری از آلومینیوم (با چگالی 2700 kg/m³) مقاومت به سایش یکسانی (1 cm³) را نتیجه خواهد داد.

سایش همانند خزش و خستگی از فرایندهایی‌ست که باعث تخریب و ناکارآمدی ماده پس از مدت زمانی است. اما تفاوت سایش درین‌ست که ماده دیگر قابل استفاده دوباره نیست و ازینرو هزینه‌های مرتبط با سایش در صنعت بالاست.

رابطه آرچاد بصورت کلاسیک برای پیش‌بینی زمان سایش بکار می‌رود.

مراحل سایش[ویرایش]

مرحله‌های سایش

بطور کلی می‌توان سه مرحله برای سایش در نظر داشت:

  • مرحله نخست که سرعت سایش بالاست.
  • مرحله دوم که در آن سایش با سرعتی ثابت ادامه دارد. بیشتر عمر کاری ماده در این مرحله است.
  • مرحله سوم که در آن در اثر سایش زیاد نمونه در مرحله‌های پیشین، مقاومت ماده کم شده سایش به آسانی و سرعت بالا ماده را نابود می‌سازد.

افزایش دما و سرعت کرنش و سرعت تماس‌های مکانیکی مرحله دوم را کوتا تر کرده و تمایل ماده به ادغام مرحله‌های نخست و سوم را می‌افزاید.

انواع مکانیزم های سایش[ویرایش]

1- سایش خراشان( Abrasive wear)

سایش خراشان زمانی رخ می دهد که یک سطح سخت و زبردر مقابل یک سطح نرم تر می لغزد. ASTM International سایش خراشان را کاهش جرم مواد به سبب حرکت ذرات سخت در سطح لغزش تعریف می کند .سایش خراشان بر اساس نوع تماس و محیط تماس طبقه بندی می شود .

نهایتاً نوع تماس مشخص کننده نوع سایش خراشان است ،دو نوع سایش خراشان عبارتند از دو جسمی و سه جسمی .

  • سایش خراشان دو جسمی زمانی رخ می دهد که ساینده ها یا ذرات سخت ماده را از سطح مقابل جدا می کنند همانند جدا شدن ذرات توسط برش یاایجاد شیار .
  • سایش خراشان سه جسمی زمانی رخ می دهد که ذرات می توانند آزادانه روی سطح بلغزند.

2- سایش چسبان (Adhesive wear)

سطوح قطعات که توسط فرایندهای مختلف تولید می شوند کاملاً صاف نبوده بنابر این درگیری قطعات با یکدیگر در نقاط خاصی صورت می گیرد که تنش های زیادی در آن قسمت ها ایجاد می کند که موجب تغییر شکل پلاستیکی و ایجاد اتصالات موضعی می شود. این سایش موقعی رخ می دهد که لغزش موضعی بین دو سطح درگیر موجب گسیختگی اتصال و نهایتاً انتقال ماده از یک سطح به سطح دیگر شود .گسیختگی اتصالات در فصل مشترک و یا در حالت حاد تر در عمقی از محل اتصال به طور مداوم صورت می گیرد . نکته : اگر گسیختگی در سطح تماس اولیه باشد استحکام برشی محل اتصال کمتر از استحکام هر دو ماده درگیر می باشد چنانچه گسیختگی در لایه زیرین صورت گیرد استحکام برشی محل اتصال بیشتر است و در این حالت انتقال ماده از یک سطح به سطح دیگر وجود دارد .هرچه گسیختگی در لایه زیرین صورت گیرد استحکام برشی محل اتصال بیشتر است و در این حالت انتقال ماده از یک سطح به سطح دیگر وجود دارد که در حالت دوم به سایش چسبان می رسیم.

3- سایش خستگی سطحی (Surface fatigue wear )

در این پروسه سطح ماده توسط بارگذاری سیکلیک تضعیف می شود که یک نوع مرسوم از خستگی است. سایش خستگی زمانی ایجاد می شود که ذرات سایش توسط رشد سیکلیک میکرو ترک روی سطح جدا شده اند.این میکرو ترک ها می توانند هم زیر سطح باشتد و هم superficial .و این سایش را می توان با تشکیل ترک و جدا شدن ماده از سطح به علت اعمال نیروهای متناوب تکراری ایجاد کرد .

جستارهای وابسته[ویرایش]

منابع[ویرایش]

Rabinowicz, Ernest: Friction and Wear of Materials. Wiley-Interscience, 1995, ISBN 0-471-83084-4.