Механизм изнашивания

Рассматривая механизм изнашивания можно выделить три явления, происходящие в зоне контакта пары трения:

- взаимодействие поверхностей трения;

- изменения в поверхностном слое;

- разрушение поверхностного слоя.

Все эти явления наступают не поэтапно, они непрерывно переплетаются, взаимно влияя друг на друга.

Взаимодействие поверхностей происходит как на механическом, так и на молекулярном уровне. Механическое взаимодействие выражается во взаимном внедрении и зацеплении неровностей поверхностей.

Молекулярное взаимодействие проявляется в виде адгезии и схватывания. Адгезия не только обуславливает необходимость приложения касательной силы для относительного сдвига поверхностей, но и может привести к вырыванию материала. Схватывание характерно только металлическим поверхностям. В отличии от адгезии, схватывание обладает более прочными молекулярными связями. Разрушение масляной пленки способствует схватыванию поверхностей трения.

Изменения на поверхностях трения обусловлены пластической деформацией, повышением температуры и химическим действием окружающей среды.

Деформация приводит к следующим изменениям.

1. Многократные упругие деформации приводят в определенных условиях к усталостному выкрашиванию поверхностей качения.

2. Пластическое деформирование изменяет структуру материала поверхностного слоя, и как заключительный этап, приводит к его разрушению.

3 Пластическая деформация при температуре ниже температуры рекристаллизации приводит к наклепу поверхностного слоя – его упрочнению. Микротвердость достигает максимума на некоторой глубине, далее уменьшаясь до исходной.

4. Деформирование поверхностей приводит к интенсивному изнашиванию мягкой основы поверхностного слоя.

Влияние повышения температуры состоит в следующем.

1. Увеличение температуры поверхностных слоев выше температуры рекристаллизации металла, приводит к тому, что поверхностный слой не упрочняется, а находится в состоянии повышенной пластичности.

2. Высокая температура и пластическая деформация способствуют диффузионным процессам, обогащению поверхности некоторыми элементами. Например, сталь обогащается углеродом.

3. Интенсивное локальное нагревание и последующее резкое охлаждении поверхности может приводить к образованию закалочных структур.

4. Высокие температуры вызывают напряжения в материале, влияющие на его разрыхление.

5. Исследование контакта на микро-уровне при высоких температурах показало возможность образования магмы–плазмы.

Химическое действие среды заключается в следующем.

1. При изнашивание на поверхностях образуется окисная пленка, предохраняющая их от схватывания и глубинного вырывания.

2. В результате взаимодействия поверхности с химически активными присадками образуется защитная пленка. Она эффективно защищает поверхность от изнашивания при условии, что скорость образования пленки превышает скорость изнашивания.

3. Разложение смазочного материала при высоких температурах может приводить к насыщению поверхности углеродом.

4. Агрессивные жидкости и газовые среды активизируют изнашивание.

Дата добавления: 2014-12-26