Молекулярно-механические виды изнашивания

Молекулярно-механические виды изнашивания: Основы триботехники, Лужнов Юрий Михайлович, 2013 читать онлайн, скачать pdf, djvu, fb2 скачать на телефон Учебное пособие предназначено для студентов механических специальностей и слушателей курсов повышения квалификации, изучающих курс «Триботехника». В нем излагаются основные представления о природе фрикционного взаимодействия и износа трущихся тел...

Молекулярно-механические виды изнашивания

Изнашивание при заедании характеризуется результатом молекулярного взаимодействия между выступами твердых тел в зоне фрикционного контакта. В тех случаях, когда свободная поверхностная энергия контактирующих тел очень велика и образуется прочная адгезионная связь, превышающая когезионные силы, под действием внешних сил, создающих тангенциальные напряжения, происходит схватывание и значительный вырыв материала из менее прочного тела фрикционной пары. Согласно утверждению И.В. Крагельского этот вид разрушения реализуется в условиях, когда в зоне трения наблюдается отрицательный градиент сдвиговых напряжений, т.е.

d

dy  0,

где  сдвиговая прочность; у – координата по нормали к поверхности, направленной вглубь материала.

В тех же случаях, когда при трении в контактирующих телах образуется положительный градиент напряжений, т.е.

d

dy  0,

сдвиговая прочность в более глубоких слоях оказывается больше по сравнению со сдвиговой прочностью в слоях, расположенных ближе к поверхности трущихся тел. Важным условием реализации изнашивания при заедании является чистота рабочих поверхностей трущихся тел от пленок загрязнений, адсорбционных, окисных и дисперсных слоев, препятствующих сближению поверхностей на расстояние действия поверхностных сил.

Изнашивание при фреттинге механическое изнашивание соприкасающихся тел при колебательном относительном микроперемещении. В отличие от фреттинг-коррозии окислительные процессы не играют здесь ведущей роли. В этом случае основную роль играют усталостные и адгезионные процессы.

Водородное изнашивание это процесс разрушения металла рабочих элементов пары трения вследствие поглощения металлом водорода. Водород выделяется при трении как результат разложения водородсодержащих материалов (например, из пластмасс, из которых изготовлены ответные трущиеся тела; окружающей среды, смазочных материалов, воды, топлива и т.д.). Выделяющийся водород адсорбируется на поверхностях трения, затем диффундирует в деформируемый слой стали. Скорость диффузии определяется градиентом температур и напряжений и, поскольку водород в сталях и чугунах концентрируется в наиболее нагретых местах, он скапливается в поверхностном и подповерхностном слоях металла, так как эти слои наиболее разогреты и деформируемы, а также попадает в пространственные дефекты металла. Водород, концентрируясь в этих слоях, вызывает их охрупчивание. Водород также может проникнуть в металлы в процессе технологической обработки, что может быть предотвращено специальными приемами удаления технологического водорода.

Для водородного изнашивания характерен особый вид разрушения поверхностей трения мгновенное образование мелкодисперсного порошка металла. Причиной этого являются одновременное развитие зародышей трещин по всей глубине деформированной зоны и эффект накопления водорода в трещинах, что приводит при деформациях, уменьшающих объем этих трещин, к развитию в них высоких давлений и вследствие этого расклинивающего действия микротрещины  сливаются, и  происходит разрушение поверхностных слоев. При этом хрупкое разрушение поверхностных слоев закаленных или слаболегированных сталей наблюдается даже при ничтожно малом количестве поглощенного водорода.

Одна из разновидностей водородного изнашивания так называемое «водородное изнашивание разрушением» проявляется в намазывании стали и чугуна на ответные, более мягкие материалы, из которых изготовлены трущиеся детали. Так, в керосиновых насосах стальные закаленные роторы изнашиваются на глубину до 0,03 мм, и изношенный материал намазывается на поверхность бронзового золотника, в тормозных устройствах чугун с диска намазывается на ответную пластмассовую колодку, сталь с поверхности коленчатого вала переносится на мягкий баббитовый подшипник.

Борьба с водородным изнашиванием проводится в направлении уменьшения наводораживания при трении. Проникновение в сталь водорода можно ограничить, легируя ее хромом, титаном и ванадием. В смазочные материалы вводят специальные присадки, уменьшающие возможность наводораживания. Такой эффект обеспечивает введение в масло дибензилсульфоксида, который при сильно отрицательных потенциалах катодов восстанавливается до дибензилдисульфида и адсорбируется на поверхностях трения. Органические соединения, содержащие хлор, также вызывают связывание водорода в безвредные химические соединения. Другим путем затруднения проникновения водорода в поверхностные слои металла является создание положительного электрического потенциала по отношению к наводораживаемой детали. Снижение температур во фрикционном контакте до 50...60°С также защищает металл от проникновения водорода.

Впервые водородное изнашивание было описано, а также были найдены пути борьбы с ним в трудах отечественных ученых Д.Н. Гаркунова и А.А. Полякова.

Основы триботехники

Основы триботехники

Обсуждение Основы триботехники

Комментарии, рецензии и отзывы

Молекулярно-механические виды изнашивания: Основы триботехники, Лужнов Юрий Михайлович, 2013 читать онлайн, скачать pdf, djvu, fb2 скачать на телефон Учебное пособие предназначено для студентов механических специальностей и слушателей курсов повышения квалификации, изучающих курс «Триботехника». В нем излагаются основные представления о природе фрикционного взаимодействия и износа трущихся тел...