Usura nei materiali

Study Notes

Le perdite economiche derivanti dall'usura sono significative, comportando danni ai componenti meccanici.
L'usura è la perdita progressiva di materiale dalle superfici in contatto, causata da vari meccanismi.

Usura adesiva: Si verifica quando un giunto saldato a pressione è più resistente di uno dei corpi a contatto, causando la sottrazione di particelle.
Usura abrasiva: Deriva da particelle dure che possono essere presenti nel materiale stesso o come corpi interposti, causando usura di tipo "due corpi" o "tre corpi".
Usura a fatica: Causata da un passaggio ripetuto di un componente sull'altro, portando alla separazione di piccole particelle, comune nei cuscinetti a sfera.
Usura chimica: Indotta dall’attacco chimico, accentuata da pressione e strisciamento nei contatti tribologici.

Disponibili numerose tecniche per simulare le condizioni di usura in servizio e analizzarne gli effetti.

Materiali ad elevata resistenza all'usura sono stati sviluppati; l'usura può essere ridotta anche attraverso rivestimenti protettivi.

Lo scopo della lubrificazione è controllare attrito e usura tramite l'uso di lubrificanti.

Fluidi viscosi: Oli minerali creano un film spesso che separa le superfici, riducendo drammaticamente usura e attrito (lubrificazione idrodinamica).
Lubrificanti boundary: Sostanze organiche come acidi grassi che prevengono l'adesione anche quando il film fluido si assottiglia.
Lubrificanti EP (estremo pressione): Contengono sostanze chimiche che reagiscono ad alte temperature, proteggendo i metalli dall'adesione e riducendo l'attrito.
Lubrificanti solidi: Materie come grafite e bisolfuro di molibdeno (MoS2) offrono una separazione delle superfici con bassa resistenza al taglio, adatti a condizioni di bassa velocità di strisciamento e alta temperatura.

Fondamentale in operazioni manifatturiere e nel funzionamento di organi meccanici, richiede un controllo preciso delle dimensioni e della finitura superficiale.
Non sempre è necessaria una superficie estremamente liscia; per esempio, i motori a combustione interna beneficiano di una rugosità controllata per migliorare le prestazioni.