ASTM G133 Doğrusal Karşılıklı Bilye-Düz Yüzey Kayan Aşınması için Standart Test Yöntemi

Amerikan Test ve Malzeme Kuruluşu (ASTM) tarafından geliştirilen “ASTM G133 Doğrusal karşılıklı bilye-düz yüzey kayan aşınması için standart test yöntemi” standardında, seramik, metal ve diğer aday aşınmaya dayanıklı malzemelerin kayma aşınmasını doğrusal, ileri geri hareket eden bir bilye-düz düzlem geometrisi kullanarak belirlemek için bir test yöntemi açıklanmaktadır.

Kayan yüzeyler arasındaki bağıl hareketin yönü, kaymanın ileri geri ve düz bir çizgide meydana gelmesi için periyodik olarak tersine döner. İlgi çekici temel nicelikler, temas eden bilye ve düz numune malzemelerinin aşınma hacimleridir. Ancak açıklanan yöntem kullanılarak kinetik sürtünme katsayısı da ölçülebilir. Bu test yöntemi hem yağsız hem de yağlanmış test prosedürlerini kapsar. Ancak bu test yöntemi, aşındırıcı veya kimyasal olarak agresif ortamlarda yapılan testleri kapsamaz.

Bu test yöntemi, normal çalışması bağıl kayma yönünde periyodik geri dönüşlerle sonuçlanan birçok sürtünme bileşeninde yaşanan geometri ve hareketleri simüle etmek üzere tasarlanmıştır. Bu hareket biçiminden kaynaklanan aşınma, aynı malzemelerin sadece tek bir yönde sürekli kayması (tek yönlü kayma) durumunda, karşılaştırılabilir temas süreleri boyunca bile, yaşanan aşınmadan farklı olabilir. Test yükleri ve hızları, önerilen uygulamanın veya testin amacının şiddetine göre belirlenmelidir. Bu testlerde iki test koşulu setinden (A ve B prosedürleri) biri kullanılabilir.

Bu test yöntemi, motor parçaları, frenler ve debriyajlar gibi gerçek dünyadaki tribolojik sistemlerde yaygın olarak görülen kayma yönünde periyodik ters hareketlere maruz kalan bileşenlerin yaşadığı aşınmayı simüle eder. ASTM G133 standardı, otomotiv, havacılık ve imalat gibi endüstrilerde, belirli aşınma koşulları altında malzeme dayanıklılığını değerlendirmek için yaygın olarak kullanılmaktadır.

ASTM G133 standardı, doğrusal, ileri geri hareketle kayma aşınmasını ölçmek için kontrollü bir yöntem açıklamaktadır. Test, bilye şeklindeki üst numunenin düz bir alt numuneye sürtünmesini ve hareket yönünün periyodik olarak ters dönmesini içerir. İlgi duyulan temel ölçütler bilye ve düz numunelerin aşınma hacimleridir, ancak kinetik sürtünme katsayısı da ölçülebilir. Bu standart hem yağlanmış hem de yağlanmamış test koşullarını destekleyerek çeşitli uygulamalar için çok yönlüdür.

Bu test yöntemi, ileri geri kayma yaşayan bileşenlerin geometrisini ve hareketini taklit etmek üzere tasarlanmıştır. Bu özelliği ile ASTM G99 standardı gibi tek yönlü kayma testlerinden farklıdır. Bu ayrım kritik öneme sahiptir, çünkü aşınma davranışı gerilim tersinmeleri ve yağlanmış testlerde sıfır sürüklenme hızına geçişler nedeniyle önemli ölçüde farklılık gösterebilir. Bu standart, yataklar, contalar veya piston segmanları gibi hareket tersinmesinin sık olduğu sistemlerdeki aşınmayı değerlendirmek için özellikle değerlidir. Yük ve hız gibi test koşulları, amaçlanan uygulamanın şiddetine göre uyarlanır.

ASTM G133 test yöntemi şu temel adımları içerir:

• Numune hazırlama: Düz bir alt numune ve küresel bir üst numune (bilye) hazırlanır. Düz numune, ileri geri hareketi karşılayacak yeterli yüzey alanına sahip olmalıdır.
• Test kurulumu: Numuneler, doğrusal ileri geri hareket edebilen bir tribometreye monte edilir. Bu kurulum, yük, hız ve çevre koşullarının (örneğin sıcaklık, nem veya yağlama) hassas bir şekilde kontrol edilmesini sağlar.
• Test koşulları: Bu standart, çeşitli uygulamalara uyacak şekilde farklı yük ve hız ayarlarına sahip iki prosedür (A ve B) içerir. Testler yağlayıcılı veya yağlayıcısız gerçekleştirilebilir.
• Ölçüm: Aşınma hacimleri, genellikle optik profilometri veya 3B topografya gibi teknikler kullanılarak hem bilyeli hem de düz numunelerdeki aşınma izi ölçülerek hesaplanır. Sürtünme katsayısı da uygun sensörler kullanılarak kaydedilebilir.
• Veri raporlaması: Sonuçlar, aşınma hacimlerini, sürtünme katsayılarını ve test koşullarını içerir. Bu standart, tekrarlanabilirliği sağlamak için net raporlamaya önem verir.

ASTM G133 standardı, endüstrilerde şu amaçlarla kullanılır:

• Seramik, metal ve kaplama gibi malzemelerin aşınma direncini değerlendirmek.
• Karşılıklı kayan temas noktalarında yağlayıcıların performansını karşılaştırmak.
• Motor parçaları, yataklar ve biyomedikal implantlar gibi bileşenlerde gerçek dünya koşullarını simüle etmek.
• Yeni aşınmaya dayanıklı malzemelerin veya yüzey işlemlerinin araştırma ve geliştirilmesini desteklemek.

Ancak bu standardın bazı sınırlamaları bulunmaktadır:

• Aşınma ölçümünün doğruluğu: Bu standart, özellikle düzensiz aşınma izleri için aşınma hacmi hesaplamalarının hatalara açık olabileceğini belirtmektedir. Doğruluğu artırmak için 3B profilometri gibi ölçüm tekniklerinde iyileştirmeler önerilmektedir.
• Özgüllük: Test, doğrusal ileri geri harekete özgüdür ve diğer aşınma mekanizmalarını (örneğin aşındırıcı veya erozif aşınma) tam olarak temsil etmeyebilir.
• Çevresel kontrol: Nem veya sıcaklıktaki değişiklikler sonuçları etkileyebilir ve test sırasında dikkatli bir kontrol gerektirir.

Araştırmalar, özellikle aşınma izleri düzensiz olduğunda, ASTM G133 test yönteminde, aşınma hacmi hesaplamalarındaki zorlukları vurgulamıştır. Bu bakımdan bir çalışma, geleneksel profilometri yerine 3B topografyanın benimsenmesi gibi ölçüm yöntemlerinin iyileştirilmesi ile aşınma hacmi belirlemedeki hataları yüzde 106’dan yüzde 17’ye düşürmek için iyileştirmeler önermiştir.

Sonuç olarak ASTM G133 standardı, ileri geri hareket eden sistemlerde kayma aşınmasını değerlendirmek için sağlam bir çerçeve sunarak, gerçekçi koşullar altında malzeme performansı hakkında değerli bilgiler sağlar. Hem yağlanmış hem de yağlanmamış testlere uyum sağlamadaki çok yönlülüğü, bu standardı malzeme bilimcileri ve mühendisler için kritik bir araç haline getirir. Ancak, kullanıcıların doğruluğu en üst düzeye çıkarmak için hassas ölçüm tekniklerini ve çevresel kontrolleri sağlamaları gerekir.

Uzun yıllardır hizmet veren ve dünyada bilim ve teknoloji alanında yaşanan gelişmeleri titizlikle takip eden kuruluşumuz, her sektörden işletmelere, yetişkin bir kadro ve geniş bir altyapı ile çok farklı alanlarda test, ölçüm ve analiz çalışmaları gerçekleştirmektedir. Bu çerçevede işletmelere “ASTM G133 Doğrusal karşılıklı bilye-düz yüzey kayan aşınması için standart test yöntemi” standardına uygun test hizmetleri de verilmektedir.