การสึกหรอคือการค่อยๆ ทำลายหรือเปลี่ยนรูปของวัสดุที่พื้นผิวของแข็งสาเหตุของการสึกหรออาจเป็นทางกล (เช่นการกัดเซาะ ) หรือทางเคมี (เช่นการกัดกร่อน ) การศึกษาเกี่ยวกับการสึกหรอและกระบวนการที่เกี่ยวข้องเรียกว่าไตรโบโลยี

การสึกหรอในชิ้นส่วนเครื่องจักรร่วมกับกระบวนการอื่นๆ เช่นความล้าและการคืบคลานทำให้พื้นผิวใช้งานเสื่อมสภาพลง ซึ่งในที่สุดจะนำไปสู่ความเสียหายของวัสดุหรือการสูญเสียการทำงาน ดังนั้น การสึกหรอจึงมีความสำคัญทางเศรษฐกิจอย่างมาก ดังที่ได้กล่าวไว้ในรายงาน Jost เป็นครั้งแรก ^{[ 1 ]}การสึกหรอจากการขัดถูเพียงอย่างเดียวก็คาดว่าจะทำให้ประเทศอุตสาหกรรมต้องเสียค่าใช้จ่าย 1–4% ของผลิตภัณฑ์มวลรวมประชาชาติ^{[ 2 ]}

การสึกหรอของโลหะเกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่แบบพลาสติกของวัสดุพื้นผิวและใกล้พื้นผิว และจากการหลุดออกของอนุภาคที่ก่อตัวเป็นเศษ สึกหรอ ขนาดของอนุภาคอาจแตกต่างกันไปตั้งแต่ระดับมิลลิเมตรถึงนาโนเมตร [ ^{3 ] กระบวนการ}นี้อาจเกิดขึ้นได้จากการสัมผัสกับโลหะอื่น ๆ ของแข็งที่ไม่ใช่โลหะ ของเหลวที่ไหล อนุภาคของแข็ง หรือหยดของเหลวที่ปะปนอยู่ในก๊าซที่ไหล^{[ 4 ]}

อัตราการสึกหรอได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่างๆ เช่น ประเภทของการรับน้ำหนัก (เช่น แรงกระแทก สถิต ไดนามิก) ประเภทของการเคลื่อนที่ (เช่นการเลื่อนการกลิ้ง ) อุณหภูมิและการหล่อลื่นโดยเฉพาะอย่างยิ่งจากกระบวนการสะสมและการสึกหรอของชั้นหล่อลื่นขอบเขต^{[ 5 ]}ขึ้นอยู่กับระบบไตรโบโลยีสามารถสังเกต ประเภทการสึกหรอและกลไกการสึกหรอที่แตกต่างกันได้

ประเภทของการสึกหรอจะถูกระบุโดยการเคลื่อนที่ สัมพัทธ์ ลักษณะของการรบกวนที่พื้นผิวที่สึกหรอหรือ "กลไก" และไม่ว่าจะมีผลต่อ ชั้น ที่สร้างใหม่เองหรือชั้นฐานหรือ ไม่ ^{[ 6 ]}

กลไกการสึกหรอคือการรบกวนทางกายภาพ ตัวอย่างเช่น กลไกการสึกหรอแบบยึดติดคือการยึดติดกลไกการสึกหรอและ/หรือกลไกย่อยมักจะทับซ้อนกันและเกิดขึ้นในลักษณะเสริมฤทธิ์กัน ทำให้เกิดอัตราการสึกหรอที่มากกว่าผลรวมของกลไกการสึกหรอแต่ละอย่าง^{[ 7 ]}

การสึกหรอแบบยึดติดสามารถพบได้ระหว่างพื้นผิวในระหว่าง การสัมผัส เสียดทานและโดยทั่วไปหมายถึงการเคลื่อนที่และการยึดติดที่ไม่พึงประสงค์ของเศษวัสดุสึกหรอและสารประกอบวัสดุจากพื้นผิวหนึ่งไปยังอีกพื้นผิวหนึ่ง^{[ 8 ]}สามารถแยกประเภทการสึกหรอแบบยึดติดได้ 2 ประเภท:

1. การสึกหรอแบบยึดติดเกิดจากการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ การสัมผัสโดยตรง และการเสียรูปพลาสติก ซึ่งก่อให้เกิดเศษวัสดุจากการสึกหรอและการถ่ายโอนวัสดุจากพื้นผิวหนึ่งไปยังอีกพื้นผิวหนึ่ง
2. แรงยึดเกาะแบบเหนียวแน่น ยึดสองพื้นผิวเข้าด้วยกันแม้ว่าจะอยู่ห่างกันในระยะที่วัดได้ โดยอาจมีการถ่ายโอนวัสดุเกิดขึ้นจริงหรือไม่ก็ได้

โดยทั่วไป การสึกหรอแบบยึดติดจะเกิดขึ้นเมื่อวัตถุสองชิ้นเลื่อนไปมาหรือถูกกดเข้าหากัน ซึ่งส่งเสริมการถ่ายโอนวัสดุ สิ่งนี้สามารถอธิบายได้ว่าเป็นการเสียรูปพลาสติกของชิ้นส่วนขนาดเล็กมากภายในชั้นผิวความขรุขระหรือจุดสูงระดับจุลภาค ( ความหยาบของพื้นผิว ) ที่พบในแต่ละพื้นผิวส่งผลต่อความรุนแรงของการดึงชิ้นส่วนของออกไซด์ออกและเพิ่มเข้าไปในพื้นผิวอื่น ส่วนหนึ่งเนื่องมาจากแรงยึดติดที่แข็งแรงระหว่างอะตอม^{[ 9 ]}แต่ยังเนื่องมาจากการสะสมพลังงานในโซนพลาสติกระหว่างความขรุขระในระหว่างการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ด้วย

ประเภทของกลไกและแอมพลิจูดของแรงดึงดูดพื้นผิวจะแตกต่างกันไปตามวัสดุต่างๆ แต่จะเพิ่มขึ้นเมื่อความหนาแน่นของ "พลังงานพื้นผิว" เพิ่มขึ้น ของแข็งส่วนใหญ่จะยึดเกาะเมื่อสัมผัสในระดับหนึ่ง อย่างไรก็ตาม ฟิล์มออกซิเดชัน สารหล่อลื่น และสารปนเปื้อนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติโดยทั่วไปจะยับยั้งการยึดเกาะ^{[ 10 ]}และปฏิกิริยาเคมีคายความร้อนที่เกิดขึ้นเองระหว่างพื้นผิวโดยทั่วไปจะสร้างสารที่มีสถานะพลังงานต่ำในชนิดที่ถูกดูดซับ^{[ 11 ]}

การสึกหรอแบบยึดติดสามารถนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของความหยาบและการสร้างส่วนที่ยื่นออกมา (เช่น ก้อน) เหนือพื้นผิวเดิม ในการผลิตทางอุตสาหกรรม สิ่งนี้เรียกว่าการเกิดรอยถลอกซึ่งในที่สุดจะทะลุชั้นผิวที่ออกซิไดซ์และเชื่อมต่อกับวัสดุเนื้อในที่อยู่ด้านล่าง เพิ่มความเป็นไปได้ของการยึดติดที่แข็งแรงขึ้น^{[ 11 ]}และการไหลของพลาสติกรอบๆ ก้อน

แบบจำลองง่ายๆ สำหรับปริมาตรการสึกหรอสำหรับการสึกหรอแบบยึดติดสามารถอธิบายได้ดังนี้: ^{[ 12 ] [ 13 ]}${\displaystyle V}$

${\displaystyle V=K{\frac {WL}{H_{v}}}}$

โดยที่คือภาระคือสัมประสิทธิ์การสึกหรอคือระยะทางการเลื่อน และคือความแข็ง ${\displaystyle W}$${\displaystyle K}$${\displaystyle L}$${\displaystyle H_{v}}$

การสึกหรอแบบขัดถูเกิดขึ้นเมื่อพื้นผิวที่แข็งและหยาบเลื่อนไปบนพื้นผิวที่อ่อนกว่า^{[ 9 ]} ASTM Internationalนิยามว่าเป็นการสูญเสียวัสดุเนื่องจากอนุภาคแข็งหรือส่วนที่ยื่นออกมาแข็งที่ถูกดันและเคลื่อนที่ไปตามพื้นผิวของแข็ง^{[ 14 ]}

การสึกหรอจากการขัดถูมักถูกจำแนกตามประเภทของการสัมผัสและสภาพแวดล้อมการสัมผัส^{[ 15 ]}ประเภทของการสัมผัสเป็นตัวกำหนดโหมดของการสึกหรอจากการขัดถู โหมดการสึกหรอจากการขัดถูสองโหมด ได้แก่ การสึกหรอแบบสองตัวและการสึกหรอแบบสามตัว การสึกหรอแบบสองตัวเกิดขึ้นเมื่อเม็ดทรายหรืออนุภาคแข็งขจัดวัสดุออกจากพื้นผิวตรงข้าม การเปรียบเทียบทั่วไปคือการขจัดหรือเคลื่อนย้ายวัสดุโดยการตัดหรือการไถ การสึกหรอแบบสามตัวเกิดขึ้นเมื่ออนุภาคไม่ถูกจำกัด และสามารถกลิ้งและเลื่อนลงบนพื้นผิวได้อย่างอิสระ สภาพแวดล้อมการสัมผัสเป็นตัวกำหนดว่าการสึกหรอจะถูกจัดประเภทเป็นแบบเปิดหรือแบบปิด สภาพแวดล้อมการสัมผัสแบบเปิดเกิดขึ้นเมื่อพื้นผิวถูกเคลื่อนย้ายมากพอที่จะเป็นอิสระจากกันและกัน

มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อการสึกหรอแบบเสียดสี และด้วยเหตุนี้จึงส่งผลต่อลักษณะการกำจัดวัสดุ มีการเสนอหลายกลไกเพื่ออธิบายลักษณะการกำจัดวัสดุ กลไกการสึกหรอแบบเสียดสีที่พบได้ทั่วไป 3 กลไก ได้แก่:

1. การไถพรวน
2. การตัด
3. การแตกแยก

การไถพรวนเกิดขึ้นเมื่อวัสดุถูกเคลื่อนย้ายไปด้านข้าง ห่างจากอนุภาคสึกหรอ ส่งผลให้เกิดร่องที่ไม่เกี่ยวข้องกับการกำจัดวัสดุโดยตรง วัสดุที่ถูกเคลื่อนย้ายจะก่อตัวเป็นสันนูนอยู่ติดกับร่อง ซึ่งอาจถูกกำจัดออกไปโดยอนุภาคขัดถูที่เคลื่อนผ่านในภายหลัง

การตัดเกิดขึ้นเมื่อวัสดุถูกแยกออกจากพื้นผิวในรูปของเศษวัสดุหลักหรือไมโครชิป โดยมีวัสดุเพียงเล็กน้อยหรือไม่ถูกเคลื่อนย้ายไปยังด้านข้างของร่องเลย กลไกนี้คล้ายคลึงกับการตัดเฉือนแบบดั้งเดิมอย่างมาก

การแตกตัวเกิดขึ้นเมื่อวัสดุถูกแยกออกจากพื้นผิวโดยกระบวนการตัด และสารกัดกร่อนที่กดลงไปทำให้เกิดการแตกหักเฉพาะที่ของวัสดุที่สึกหรอ จากนั้นรอยแตกเหล่านี้จะแพร่กระจายอย่างอิสระในบริเวณรอบร่องสึกหรอ ส่งผลให้มีการกำจัดวัสดุเพิ่มเติมโดยการหลุดลอก^{[ 15 ]}

การสึกหรอจากการเสียดสีสามารถวัดได้จากการสูญเสียมวลโดยใช้การทดสอบการสึกหรอแบบ Taber ตามมาตรฐาน ISO 9352 หรือ ASTM D 4060

ปริมาณการสึกหรอสำหรับการสึกหรอจากการขัดถูแบบเดี่ยวสามารถอธิบายได้ดังนี้: ^{[ 13 ]}${\displaystyle V}$

${\displaystyle V=\alpha \beta {\frac {WL}{H_{v}}}=K{\frac {WL}{H_{v}}}}$

โดยที่คือภาระคือปัจจัยรูปร่างของความขรุขระ (โดยทั่วไปประมาณ 0.1) คือระดับการสึกหรอของความขรุขระ (โดยทั่วไป 0.1 ถึง 1.0) คือสัมประสิทธิ์การสึกหรอคือระยะทางการเลื่อน และคือความแข็ง ${\displaystyle W}$${\displaystyle \alpha }$${\displaystyle \beta }$${\displaystyle K}$${\displaystyle L}$${\displaystyle H_{v}}$

ความล้าของพื้นผิวเป็นกระบวนการที่พื้นผิวของวัสดุอ่อนแอลงเนื่องจากการรับแรงซ้ำๆ ซึ่งเป็นความล้าของวัสดุประเภทหนึ่งโดยทั่วไป การสึกหรอจากความล้าเกิดขึ้นเมื่ออนุภาคสึกหรอหลุดออกไปเนื่องจากการเติบโตของรอยแตกขนาดเล็กบนพื้นผิวซ้ำๆ รอยแตกขนาดเล็กเหล่านี้อาจเป็นรอยแตกบนพื้นผิวหรือรอยแตกใต้พื้นผิวก็ได้

การสึกหรอแบบเสียดสี (Fretting wear) คือการเสียดสีซ้ำๆ ระหว่างสองพื้นผิว เมื่อเวลาผ่านไป การสึกหรอแบบเสียดสีจะทำให้วัสดุจากพื้นผิวที่สัมผัสกันหนึ่งหรือทั้งสองพื้นผิวสึกหรอไป โดยทั่วไปมักเกิดขึ้นในตลับลูกปืน แม้ว่าตลับลูกปืนส่วนใหญ่จะมีพื้นผิวที่แข็งขึ้นเพื่อต้านทานปัญหานี้ก็ตาม อีกปัญหาหนึ่งเกิดขึ้นเมื่อเกิดรอยแตกในพื้นผิวใดพื้นผิวหนึ่ง ซึ่งเรียกว่า ความล้าจากการสึกหรอแบบเสียดสี (Fretting fatigue) ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่ร้ายแรงกว่า เพราะอาจนำไปสู่ความเสียหายร้ายแรงของตลับลูกปืนได้ ปัญหาที่เกี่ยวข้องเกิดขึ้นเมื่ออนุภาคขนาดเล็กที่สึกหรอไปถูกออกซิไดซ์ในอากาศ โดยปกติแล้วออกไซด์จะแข็งกว่าโลหะที่อยู่ด้านล่าง ดังนั้นการสึกหรอจึงเร่งตัวขึ้นเมื่ออนุภาคที่แข็งกว่าไปเสียดสีพื้นผิวโลหะมากขึ้น การกัดกร่อนจากการสึกหรอแบบเสียดสี (Fretting corrosion) ทำงานในลักษณะเดียวกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีน้ำอยู่ ตลับลูกปืนที่ไม่มีการป้องกันบนโครงสร้างขนาดใหญ่ เช่น สะพาน อาจเสื่อมสภาพอย่างรุนแรง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้เกลือในฤดูหนาวเพื่อละลายน้ำแข็งบนทางหลวงที่สะพานพาดผ่าน ปัญหาการกัดกร่อนจากการสึกหรอแบบเสียดสีเกี่ยวข้องกับ โศกนาฏกรรม สะพานซิลเวอร์บริดจ์และอุบัติเหตุ สะพานแม่น้ำเมียนั ส

การสึกหรอแบบกัดกร่อนสามารถนิยามได้ว่าเป็นการเคลื่อนที่แบบเลื่อนที่สั้นมากและเกิดขึ้นภายในช่วงเวลาสั้นๆ การสึกหรอแบบกัดกร่อนเกิดจากการกระแทกของอนุภาคของแข็งหรือของเหลวกับพื้นผิวของวัตถุ^{[ 10 ] [ 16 ]}อนุภาคที่กระแทกจะค่อยๆ ขจัดวัสดุออกจากพื้นผิวผ่านการเสียรูปและการตัดซ้ำๆ^{[ 17 ]} เป็นกลไกที่พบได้ทั่วไปในอุตสาหกรรม เนื่องจากลักษณะของกระบวนการลำเลียง ระบบท่อจึงมีแนวโน้มที่จะสึกหรอเมื่อต้องขนส่งอนุภาคที่กัดกร่อน^{[ 18 ]}

อัตราการสึกหรอจากการกัดกร่อนขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ คุณลักษณะของวัสดุของอนุภาค เช่น รูปร่าง ความแข็ง ความเร็วในการกระแทก และมุมการกระทบ เป็นปัจจัยหลักควบคู่ไปกับคุณสมบัติของพื้นผิวที่ถูกกัดกร่อน มุมการกระทบเป็นหนึ่งในปัจจัยที่สำคัญที่สุดและได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในเอกสาร^{[ 19 ]}สำหรับวัสดุที่อ่อนตัวได้ อัตราการสึกหรอสูงสุดจะพบเมื่อมุมการกระทบอยู่ที่ประมาณ 30° ในขณะที่สำหรับวัสดุที่ไม่อ่อนตัว อัตราการสึกหรอสูงสุดจะเกิดขึ้นเมื่อมุมการกระทบตั้งฉากกับพื้นผิว^{[ 19 ]}การวิเคราะห์เชิงทฤษฎีโดยละเอียดเกี่ยวกับการพึ่งพาของการสึกหรอจากการกัดกร่อนต่อมุมเอียงและคุณสมบัติของวัสดุมีอยู่ใน^{[ 20 ]}

สำหรับรูปร่างอนุภาคที่กำหนด อัตราการกัดเซาะสามารถปรับให้เข้ากับการพึ่งพาแบบกำลังของความเร็วได้: ^{[ 16 ]}${\displaystyle E}$

${\displaystyle E=kv^{n}}$

โดยที่เป็นค่าคงที่ เป็นความเร็ว และเป็นเลขชี้กำลังของความเร็วโดยทั่วไปจะมีค่าอยู่ระหว่าง 2 - 2.5 สำหรับโลหะ และ 2.5 - 3 สำหรับเซรามิก ${\displaystyle k}$${\displaystyle v}$${\displaystyle n}$${\displaystyle n}$

การสึกหรอ จากการกัดกร่อนและการออกซิเดชันเกิดขึ้นได้ทั้งในการสัมผัสที่หล่อลื่นและแบบแห้ง สาเหตุพื้นฐานคือปฏิกิริยาเคมีระหว่างวัสดุที่สึกหรอกับตัวกลางที่กัดกร่อน^{[ 21 ]}การสึกหรอที่เกิดจากการทำงานร่วมกันของความเค้นทางไตรโบโลยีและการกัดกร่อนเรียกว่าไตรโบโคโรชัน

ภายใต้สภาวะแรงเสียดทานแบบเลื่อน การสึกหรอของวัสดุโลหะได้รับอิทธิพลอย่างมากจากความแข็งของผิว การก่อตัวของชั้นไตรโบเลเยอร์ กระบวนการออกซิเดชัน และสัณฐานวิทยาของอนุภาคเศษสึกหรอ เหล็กกล้าแมงกานีสออสเทนิติกและเหล็กหล่อกราไฟต์อาจแสดงกลไกการสึกหรอที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับสภาวะการสัมผัส การกระจายตัวของกราไฟต์ และความเสถียรของชั้นผิวที่ผสมทางกล^{[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]}

การสึกหรอจากการกระแทกเกิดจากการสัมผัสระหว่างวัตถุสองชิ้น ต่างจากการสึกหรอจากการกัดกร่อน การสึกหรอจากการกระแทกจะเกิดขึ้นที่ตำแหน่งเดิมที่กำหนดไว้เสมอ หากมีการกระแทกซ้ำๆ พลังงานจลน์ ณ ขณะที่เกิดการกระแทกมักจะคงที่ ความถี่ของการกระแทกอาจแตกต่างกันไป การสึกหรออาจเกิดขึ้นกับวัตถุทั้งสอง แต่โดยปกติแล้ว วัตถุชิ้นหนึ่งจะมีค่าความแข็งและความเหนียวสูงกว่าอย่างเห็นได้ชัด และการสึกหรอของวัตถุชิ้นนั้นมักถูกละเลย

การสึกหรอประเภทอื่นที่พบได้น้อยกว่า ได้แก่ การสึกหรอแบบโพรงอากาศและการสึกหรอแบบแพร่กระจาย^{[ 6 ]}

ภายใต้สภาวะการทำงานปกติ อัตราการสึกหรอจะเปลี่ยนแปลงไปตามสามขั้นตอนดังนี้:

• ระยะเริ่มต้นหรือช่วงแรกของการใช้งาน เป็นช่วงที่พื้นผิวต่างๆ ปรับตัวเข้าหากัน และอัตราการสึกหรออาจแตกต่างกันไปตั้งแต่สูงไปจนถึงต่ำ
• ระยะที่สองหรือระยะกลางของอายุการใช้งาน เป็นระยะที่สังเกตเห็นการสึกหรออย่างต่อเนื่อง ชิ้นส่วนส่วนใหญ่จะใช้งานอยู่ในระยะนี้
• ระยะที่สามหรือช่วงอายุมาก ซึ่งพื้นผิวจะเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วเนื่องจากอัตราการสึกหรอสูง

อัตราการสึกหรอได้รับอิทธิพลอย่างมากจากสภาวะการใช้งานและการก่อตัวของฟิล์มเสียดทานระยะที่สองจะสั้นลงเมื่อสภาวะแวดล้อมรุนแรงขึ้น เช่น อุณหภูมิสูง อัตราการเปลี่ยนแปลงรูปร่าง และความเค้นสูง

แผนที่การสึกหรอ ซึ่งแสดงอัตราการสึกหรอภายใต้สภาวะการทำงานที่แตกต่างกัน ถูกนำมาใช้เพื่อกำหนดจุดการทำงานที่เสถียรสำหรับการสัมผัสทางด้านแรงเสียดทาน แผนที่การสึกหรอยังแสดงให้เห็นถึงรูปแบบการสึกหรอที่เด่นชัดภายใต้สภาวะการรับน้ำหนักที่แตกต่างกันด้วย

ในการทดสอบการสึกหรอแบบชัดเจนที่จำลองสภาวะอุตสาหกรรมระหว่างพื้นผิวโลหะ ไม่มีการแยกแยะตามลำดับเวลาที่ชัดเจนระหว่างขั้นตอนการสึกหรอต่างๆ เนื่องจากมีการทับซ้อนกันมากและความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกันระหว่างกลไกแรงเสียดทานต่างๆ วิศวกรรมพื้นผิวและการบำบัดถูกนำมาใช้เพื่อลดการสึกหรอและยืดอายุการใช้งานของชิ้นส่วน^{[ 1 ] [ 26 ]}

มีวิธีการทดสอบมาตรฐานหลายวิธีสำหรับการสึกหรอประเภทต่างๆ เพื่อกำหนดปริมาณการสึกหรอของวัสดุในช่วงเวลาที่กำหนดภายใต้เงื่อนไขที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน คณะกรรมการ G-2 ของ ASTM Internationalได้กำหนดมาตรฐานการทดสอบการสึกหรอสำหรับการใช้งานเฉพาะ ซึ่งมีการปรับปรุงเป็นระยะ สมาคมวิศวกรด้านแรงเสียดทานและการหล่อลื่น (STLE) ได้บันทึกการทดสอบแรงเสียดทาน การสึกหรอ และการหล่อลื่นจำนวนมาก การทดสอบการสึกหรอแบบมาตรฐานใช้เพื่อสร้างการจัดอันดับวัสดุเปรียบเทียบสำหรับชุดพารามิเตอร์การทดสอบเฉพาะตามที่ระบุไว้ในคำอธิบายการทดสอบ เพื่อให้ได้การคาดการณ์การสึกหรอที่แม่นยำยิ่งขึ้นในการใช้งานทางอุตสาหกรรม จำเป็นต้องทำการทดสอบการสึกหรอภายใต้เงื่อนไขที่จำลองกระบวนการสึกหรอที่แท้จริง

การทดสอบการสึกหรอเป็นการทดสอบที่ดำเนินการเพื่อวัดความต้านทานของวัสดุที่เป็นเม็ดต่อการสึกหรอ

กฎการสึกหรอ ของReye–Archard–Khrushchovเป็นแบบจำลองการทำนายการสึกหรอแบบคลาสสิก^{[ 27 ]}

ค่าสัมประสิทธิ์การสึกหรอเป็นค่าสัมประสิทธิ์ทางกายภาพที่ใช้ในการวัด กำหนดลักษณะ และหาความสัมพันธ์ของการสึกหรอของวัสดุ

การวิเคราะห์ สารหล่อลื่นเป็นอีกวิธีหนึ่งในการวัดการสึกหรอโดยอ้อม โดยจะตรวจจับการสึกหรอจากการมีอนุภาคสึกหรออยู่ในสารหล่อลื่นเหลว เพื่อให้ได้ข้อมูลเชิงลึกเพิ่มเติมเกี่ยวกับลักษณะของอนุภาค สามารถทำการวิเคราะห์ทางเคมี (เช่น XRF, ICP-OES) โครงสร้าง (เช่นเฟอร์โรกราฟี ) หรือทางแสง (เช่นกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง ) ได้^{[ 28 ]}

การพัฒนาล่าสุดในการวินิจฉัยการสึกหรอเกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์ภาพดิจิทัลและเทคนิคการกำหนดลักษณะพื้นผิวแบบบูรณาการด้วยคอมพิวเตอร์มากขึ้น เพื่อศึกษาสัณฐานวิทยา การกระจายขนาด และวิวัฒนาการของอนุภาคการสึกหรอที่เกิดขึ้นระหว่างการสัมผัสเสียดทาน วิธีการดังกล่าวช่วยเสริมวิธีการประเมินการสึกหรอแบบดั้งเดิมโดยทำให้สามารถระบุกลไกความเสียหายและกระบวนการเสื่อมสภาพใต้พื้นผิวได้โดยอัตโนมัติ การใช้งานขั้นสูงรวมถึงการใช้คอมพิวเตอร์วิชั่นและอัลกอริธึมที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูลสำหรับการวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์การสึกหรอในระบบไตรโบโลยีโลหะ รวมถึงเหล็กกล้าที่ได้รับผลกระทบจากไฮโดรเจนซึ่งอยู่ภายใต้สภาวะการรับน้ำหนักในระยะยาว^{[ 29 ]}

การตรวจจับอนุภาคสึกหรออัตโนมัติยังได้รับการสำรวจโดยใช้ปัญญาประดิษฐ์และเทคนิคข้อมูลขนาดใหญ่เพื่อปรับปรุงการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์และการตรวจสอบสภาพของระบบวิศวกรรม^{[ 30 ]}

โดยทั่วไป การวิเคราะห์เชิงระบบของสัณฐานวิทยาของเศษสึกหรอได้รับการยอมรับมานานแล้วว่าเป็นเครื่องมือสำคัญในการทำความเข้าใจกลไกการสึกหรอและการเปลี่ยนผ่านระหว่างสภาวะการสึกหรอแบบอ่อนและแบบรุนแรง^{[ 31 ] [ 32 ]}

ดังนั้น การวิจัยไตรโบโลยีสมัยใหม่จึงผสมผสานเทคนิคการทดลองแบบดั้งเดิมเข้ากับการวัดพื้นผิวแบบดิจิทัลและการตีความกระบวนการสึกหรอโดยใช้การเรียนรู้ของเครื่องจักรมากขึ้นเรื่อยๆ^{[ 33 ]}

• การเสียดสี (เชิงกล)  – กระบวนการทำให้พื้นผิวสึกหรอลง
• ระยะคลายตัว (ทางวิศวกรรม)  – ช่องว่างระหว่างชิ้นส่วนที่ประกบกัน
• ฮิสเทอรีซิส  – ความสัมพันธ์ระหว่างสถานะของระบบกับประวัติการเปลี่ยนแปลงของระบบนั้น
• ไตรโบมิเตอร์  – เครื่องมือที่ใช้วัดแรงเสียดทานและการสึกหรอระหว่างพื้นผิว — อุปกรณ์ที่ใช้ในการวัดแรงเสียดทานและการสึกหรอ
• การเสื่อมสภาพของคอนกรีต  – ความเสียหายต่อคอนกรีตที่ส่งผลต่อความแข็งแรงเชิงกลและความทนทานของคอนกรีต
• ค่าสัมประสิทธิ์การสึกหรอ
• สมการอาร์ชาร์ด  – แบบจำลองที่ใช้ในการอธิบายการสึกหรอ
• สมมติฐานของเรเย

• Bowden, Tabor: แรงเสียดทานและการหล่อลื่นของของแข็ง (Oxford: Clarendon Press 1950)
• Kleis I. และ Kulu P.: การพังทลายของอนุภาคของแข็ง . สปริงเกอร์-แวร์แลก, ลอนดอน, 2008, 206 หน้า
• Zum Gahr K.-H.: โครงสร้างจุลภาคและการสึกหรอของวัสดุ , Elsevier, อัมสเตอร์ดัม, 1987, 560 หน้า
• Jones JR: การหล่อลื่น แรงเสียดทาน และการสึกหรอ , NASA-SP-8063, 1971, 75 หน้า เอกสารที่ดี ฟรี และมีประโยชน์ สามารถดาวน์โหลดได้ที่นี่
• SC Lim. การพัฒนาล่าสุดในแผนที่กลไกการสึกหรอ Trib. Intl. 1998; 31; 87–97.
• HC Meng และ K. C Ludema สวมปี 1995; 183; 443–457.
• R. Bosman และ DJ Schipper. Wear 2012; 280; 54–62.
• เอ็มดับเบิลยู อัครา, เค. โพลีโครโนปูลู, เอเอ โพลีคาร์ปู ทริบ อินท์.: 2013; 57;9 2–100.
• PJ Blau, การวิเคราะห์ระบบแรงเสียดทาน - แนวทางปฏิบัติในการวินิจฉัยปัญหาการสึกหรอ. สำนักพิมพ์ CRC, 2016.

• มหาวิทยาลัยมิสโคลค์: การสึกหรอและกลไกการสึกหรอ