Zużycie, usuwanie materiału z powierzchni ciała stałego w wyniku działania mechanicznego wywieranego przez inne ciało stałe. Zużycie występuje głównie jako postępująca utrata materiału wynikająca z mechanicznej interakcji dwóch powierzchni ślizgowych pod obciążeniem. Zużycie jest zjawiskiem tak powszechnym, że rzadko kiedy dwa ciała stałe przesuwają się po sobie lub nawet stykają się ze sobą bez wymiernego transferu materiału lub jego utraty. Tak więc monety zużywają się w wyniku ciągłego kontaktu z tkaninami i ludzkimi palcami; ołówki zużywają się w wyniku ślizgania po papierze; a szyny kolejowe zużywają się w wyniku ciągłego toczenia się po nich kół pociągu. Tylko rzeczy żywe (takie jak stawy kostne) są w pewnym sensie odporne na trwałe uszkodzenia spowodowane zużyciem, ponieważ mają właściwość odrastania i gojenia.

Britannica Quiz

All About Physics Quiz

Kto był pierwszym naukowcem, który przeprowadził eksperyment kontrolowanej łańcuchowej reakcji jądrowej? Jaka jest jednostka miary dla cykli na sekundę? Sprawdź swoją wiedzę z zakresu fizyki w tym quizie.

Są cztery podstawowe typy zużycia: adhezyjne, ścierne, korozyjne i zmęczenie powierzchniowe.

Najczęstszy typ, zużycie adhezyjne, wynika z silnych sił adhezji, które są generowane na styku dwóch materiałów stałych. Kiedy powierzchnie stałe są dociskane do siebie, dochodzi do intymnego kontaktu na wielu małych powierzchniach lub połączeniach. Podczas poślizgu połączenia te są tworzone i zrywane, a jeśli połączenie nie zostanie zerwane wzdłuż pierwotnej granicy, powstaje cząstka ścieralna. Cząstki te w końcu się odrywają. Zużycie adhezyjne jest niepożądane z dwóch powodów: po pierwsze, utrata materiału doprowadzi w końcu do pogorszenia wydajności mechanizmu; po drugie, tworzenie się dużych cząstek zużycia w ściśle dopasowanych elementach ślizgowych może spowodować zatarcie mechanizmu na wczesnym etapie jego eksploatacji. Zużycie adhezyjne jest wielokrotnie większe w przypadku niesmarowanych niż skutecznie smarowanych powierzchni metalowych.

Zużycie ścierne występuje, gdy twarda, szorstka powierzchnia ślizga się po bardziej miękkiej, tworząc rowki na tej ostatniej. Może być również spowodowane przez luźne, ścierne cząstki toczące się pomiędzy dwoma miękkimi powierzchniami ślizgowymi lub przez cząstki osadzone w jednej z przeciwległych powierzchni. Odłamki ścierne unoszone przez strumień cieczy lub gazu mogą ścierać powierzchnię, jeśli uderzają w nią z dużą prędkością. Ponieważ zużycie ścierne ma miejsce, gdy materiał ścierny jest szorstki i twardszy niż powierzchnia, która ma być ścierana, można mu zapobiec albo przez wyeliminowanie twardego, szorstkiego składnika, albo przez uczynienie powierzchni, która ma być chroniona, jeszcze twardszą.

Zużycie korozyjne występuje zawsze, gdy gaz lub ciecz chemicznie atakuje powierzchnię odsłoniętą przez proces ślizgowy. Normalnie, gdy powierzchnia koroduje, produkty korozji (takie jak patyna) mają tendencję do pozostawania na powierzchni, spowalniając w ten sposób dalszą korozję. Jeśli jednak ma miejsce ciągły poślizg, działanie ślizgowe usuwa osady powierzchniowe, które w przeciwnym razie chroniłyby przed dalszą korozją, która w ten sposób zachodzi szybciej. Powierzchnia, która uległa zużyciu korozyjnemu ma zazwyczaj matowy, stosunkowo gładki wygląd.

Zużycie zmęczeniowe powierzchni jest wytwarzane przez powtarzające się wysokie naprężenia towarzyszące ruchowi tocznemu, takiemu jak ruch metalowych kół na gąsienicach lub toczenie się łożyska kulkowego w maszynie. Naprężenia powodują powstawanie pęknięć podpowierzchniowych w ruchomym lub nieruchomym elemencie. W miarę jak pęknięcia te rosną, duże cząstki oddzielają się od powierzchni i powstaje wżer. Zużycie zmęczeniowe powierzchni jest najczęstszą formą zużycia elementów tocznych, takich jak łożyska lub koła zębate. Dla powierzchni ślizgowych, zużycie adhezyjne zwykle postępuje wystarczająco szybko, że nie ma czasu na zużycie zmęczeniowe powierzchniowe do wystąpienia.

Chociaż proces zużycia jest ogólnie uważany za szkodliwy, i w większości praktycznych sytuacji jest tak, ma pewne praktyczne zastosowania, jak również. Na przykład, wiele metod wytwarzania powierzchni na wyprodukowanym obiekcie zależy od zużycia ściernego, wśród nich pilnikowanie, szlifowanie, docieranie i polerowanie. Wiele narzędzi do pisania, głównie ołówek, kredka i kreda, zależy od zużycia kleju. Inne zastosowanie jest widoczne w zużyciu zębów siecznych gryzoni. Zęby te mają twarde szkliwo pokrywające wzdłuż zewnętrznej zakrzywionej powierzchni, ale tylko miękką zębinę na powierzchni wewnętrznej. W związku z tym zużycie ścierne i adhezyjne, które występuje szybciej na bardziej miękkiej stronie, działa w celu utrzymania ostrej krawędzi tnącej zębów.