Усталостное изнашивание

Трещинообразование на поверхности трения

Методы борьбы с фреттинг-коррозией.

Универсальных средств борьбы с фреттинг-коррозией нет, но для ее уменьшения необходимо:

· уменьшить микросмещения;

· снизить силы трения;

· сосредоточить скольжение в промежуточной среде.

Уменьшить относительное микросмещение можно путем придания деталям соответствующих конфигураций или посредствам повышения силы трения. Силы трения можно увеличить, повысив давление путем уменьшения площади соприкосновения деталей или повысив коэффициент терния за счет увеличения шероховатости поверхности. Шероховатость будет длительно влиять на коэффициент трения, если один из элементов пары не является металлом. Другой метод увеличения силы трения состоит в нанесении на поверхность электролитического слоя меди, олова, кадмия, серебра или золота.

Если исключить вибрацию невозможно, то необходимо либо уменьшить силу трения или перенести скольжение в промежуточную среду: добавить свинцового белика, парафин; поверхности покрыть фосфатным, свинцовыми или индиевыми покрытиями.

Уменьшить повреждение от фреттинг-коррозии можно, повышая твердость одной детали; при этом уменьшается взаимное внедрение деталей, что снижает интенсивность изнашивания.

Возникает в деталях, подвергающихся длительному нагружению переменными по направлению и величине усилиям. Усталостные трещины берут начало на поверхности трения и входят, сужаясь, в глубь слоя. Развиваясь по длине, мелкие трещины образуют сетку на отдельных ограниченных или больших участках поверхности. Раскрытие трещин происходит под действием пульсирующего давления смазочного масла. На более поздней фазе трещина, достигнув основания антифрикционного слоя, изменяет свое направление, распространяясь по стыку между слоем и основанием, в результате отдельные участки поверхностного слоя обособляются от остального слоя, а затем выкрашиваются. Большую роль в отделении частиц, вероятно, играет смазочный материал, который, проникнув в трещину, как бы подрывает металл над ней. Иногда трещина не доходит до стыка и продвигается вблизи него и параллельно ему. Выкрашивание крупных кусков слоя может сопровождаться поверхностными язвинами.

Усталостное разрушение можно разделить на четыре стадии:

1. инкубационная. В отдельных зернах развиваются после некоторого числа циклов нагружения полосы скольжения, и в локальных объемах накапливаются искажения кристаллической решетки, что приводит к повышению микротвердости и предела жесткости при снижении модуля упругости. На некотором этапе этой стадии микротвердость начнет снижаться, оставаясь все же выше исходной.

2. разрыхление. В некоторых зернах, расположенных в наиболее напряженных объемах, в результате сдвигов появляются широкие полосы скольжения, в которых зарождаются поры и субмикроскопление трещин, развивающихся до микроскопических размеров.

3. распространение полое скольжение за пределы зерен и рост микротрещин вследствие концентрации напряжений из их концов до критического размера (макротрещин).

4. окончательное разрушение в результате самопроизвольного распространения макротрещин в образцах малого размера или из хрупких материалов.

Если усталостное разрушение происходит по границам зерен, то оно может завершиться еще до развития широких полос скольжения.

Субмикроскольжение трещины как дефект структуры существуют в исходном материале или образуются уже при малых статических или циклических нагрузках. Под действием переменных нагрузок, превышающих некоторый предельный диапазон, в наиболее напряженной зоне поверхностного слоя образуются трещины, дальнейшее изменение которой определяется общими условиями контакта.

Усталостное изнашивание зависит от режима работы и конструкции деталей, физических свойств материала и покрытия и др.

Дата добавления: 2014-12-08