Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Zamościu
Laboratorium Inżynieria Powierzchni	Temat ćwiczenia: Zużycie erozyjne
Semestr: II	Wykonał: Daniel Kula	Data:	Ocena:

1.Cel ćwiczenia

Zbadanie procesów zachodzących podczas zużycia erozyjnego .

2. Wstęp teoretyczny

Zużycie erozyjne występuje w przypadku, gdy element maszyny lub urządzenia ścierany jest przez strumień cząstek mineralnych posiadający określoną energię kinetyczną, przy czym poniższe rozważania dotyczą prędkości strumienia mniejszej niż 100 m/s. W ramach takiego procesu ścierania Bitter wyróżnia erozję ścinającą (ZS) charakteryzującą się tnącym oddziaływaniem cząstek uderzających pod ostrym kątem oraz erozję deformacyjną (ZD) kiedy zderzenia cząstek z powierzchnią związane są ze zjawiskami sprężysto-plastycznymi.

Całkowite zużycie przez erozję (Z) jest więc skutkiem połączonego oddziaływania ścinającego i deformacyjnego przy czym:

Z = ZD + ZS1 α < αo

Z = ZD = ZS2 α > αo

gdzie: α - kąt padania cząstki,

αo - graniczny kąt padania przy którym cząstka wytraca swoją prędkość styczną

Ze względu na rodzaj cząstek wywołujących erozję, zużycie to można podzielić na:

•zużycie erozyjne w strumieniu cząstek ciał stałych,

•zużycie erozyjne w strumieniu cieczy (zużycie hydroerozyjne),

•zużycie erozyjne w strumieniu cieczy zawierających cząstki ciała stałego (hydrościerne).

Podczas dynamicznego oddziaływania cząstek na powierzchnię ciała stałego mogą zachodzić następujące procesy

zużyciowe:

•bruzdowanie i umacnianie zgniotowe materiałów plastycznych,

•mikroskrawanie twardymi cząstkami,

•pękanie i wykruszanie materiałów kruchych w mikroobszarach,

•tworzenie adhezyjnych połączeń cząstek z atakowaną powierzchnią i ich zrywanie (w przypadku przenoszenia przez

strugą drobin metali i stopów),

•zużywanie o charakterze zmęczeniowym,

•transport ciepła do powierzchni, generowanie na niej dodatkowych impulsów cieplnych i gradientów temperatury,

•oddziaływania chemiczne i elektrochemiczne (roztwarzanie oraz tworzenie i usuwanie produktów reakcji

chemicznych.

Powyższe elementarne procesy najczęściej przebiegają ze sobą synergicznie. Z reguły w takich wypadkach

sumaryczne zużycie jest znacznie większe, niż suma niezależnego oddziaływania każdego z tych mechanizmów.

Intensywność zużycia erozyjnego zależna jest zarówno od parametrów nacierającej strugi: wielkości cząstek, kąta natarcia, prędkości strumienia, jak i od właściwości podlegającego zużyciu materiału. Materiały miękkie intensywnie zużywają się przy mniejszych kątach natarcia strugi, gdyż wówczas dominującym mechanizmem niszczenia materiału jest mikroskrawanie twardymi cząstkami Przy wyższych kątach nacierania strugi na powierzchnię materiałów miękkich dominować zaczyna mechanizm bruzdowania, nieodłącznie związany z umocnieniem zgniotowym warstwy wierzchniej. Materiały o strukturze wykazującej silną tendencję do umacniania pod wpływem zgniotu (np. staliwo Hadfielda) są z reguły dość odporne na erozją o charakterze zużycia hydrościernego. Materiały twarde i kruche są praktycznie całkowicie odporne na erozją przy niskokątowym oddziaływaniu nacierającej strugi, jednakże przy natarciu jej w kierunku zbliżonym do normalnego zużywają się w sposób dużo bardziej intensywny. Dzieje się tak ze względu na dominację mechanizmów zużycia typu: mikrozmęczenie i mikropękanie.

Przy nacieraniu strugi pod kątem prostym do atakowanej powierzchni, niezwykle pożądaną cechą materiału jest amortyzowanie jej uderzenia nie tylko poprzez odkształcenie plastyczne, ale i sprężyste, co doskonale zobrazowane jest na przykładzie gumy, niemal całkowicie odpornej na erozję w takich warunkach.

3. Przebieg ćwiczenia

Mówiliśmy na ćwiczeniach o kotle w którym używa się erozji do podgrzewania ciał o skomplikowanym kształcie . W tym kotle cząstki pyłu są rozpędzane do prędkości od kilku metrów na sekundę do kilku prędkości dźwięku .

4. Wnioski

Erozja jest procesem który zachodził w sposób naturalny od zarania dziejów . Z czasem ludzie zaczęli zauważać to zjawisko i je badać co przyniosło nam ogromne profity .Analiza erozji pozwala nam potwierdzić w jaki sposób erozja działa na dany obiekt a co za tym idzie zmniejszyć jej działanie na dany obiekt bądź zwiększyć potrzeb .

---