Erosion of surfaces by solid particles

The amount of surface material eroded by solid particles in a fluid stream depends on the conditions of fluid flow and on the mechanism of material removal. The paper first discusses some aspects of the fluid flow conditions which may lead to erosion and then analyses the mechanism of material removal for ductile and brittle materials. For ductile materials it is possible to predict the manner in which material removal varies with the direction and velocity of the eroding particles. The numerical magnitude of the erosion cannot be predicted with accuracy but does correlate with data from metal cutting tests. For brittle materials the conditions leading to initial cracking are deduced and ways of predicting the material removal are discussed. It was not found possible to develop an analysis as detailed as that for ductile materials. In addition, the influence of the properties of the abrasive particle on erosion is briefly considered. Die Erosion von Oberflächen, durch feste Teilchen in einer strömenden Flüssigkeit, hängt von den Bedingungen des Fliessens und von der Mechanik des Abtrennens des Materials ab. Zunächst werden einige Gesichtspunkte der Fliessbedingungen, die zu Erosion führen können, besprochen, dann wird eine Analyse der Mechanik des Abtrennens für plastisches und sprödes Material gegeben. Für plastisch deformierbares Material kann die Änderung des Trennprozesses als Funktion der Richtung und Geschwindigkeit erodierender Teilchen vorausgesagt werden. Der Zahlenwert der Erosion ist nicht genau vorauszuberechnen jedoch besteht eine Beziehung zu den Messergebnissen, die beim Abdrehen von Metallen erhalten wurden. Bedingungen die zur anfänglichen Rissbildung von spröden Materialien führen werden abgeleitet und Wege, um die Abtrennung vorauszusagen, werden besprochen. Jedoch erwies sich eine ebenso eingehende Analyse wie für plastisch deformierbare Materialien nicht als möglich. Schliesslich folgt eine kurze Betrachtung über den Einfluss der Teilcheneigenschaften auf den Erosionsvorgang.