Трибология. Структурные аспекты внешнего трения, страница 2

В ряде трудов [26, 35, 37] решались вопросы влияния плотности дислокаций, топографии поверхности и пластической деформации, роли кристаллической структуры и ориентационных систем скольжения монокристаллов на формирование процессов внешнего трения. Важными для изучения этих процессов являются исследования, приведённые в работе [26], в которой установлена прямая связь между адгезионной составляющей трения и плотностью дислокаций и пропорциональность коэффициента трения степени пластической деформации.

Исследования кинетики процессов упрочнения и разрушения материала при трении практически отсутствовали. В изучении этого вопроса можно отметить лишь отдельные результаты, которые не имели затем своего продолжения. В частности, в работах [28, 38] предпринята попытка исследования кинетической зависимости микронапряжений поверхностного слоя стали, оцененных по ширине линии на рентгенограмме. Авторы исследовали непродолжительный этап нагружения и установили циклическое изменение ширины рентгеновской линии. Полученные результаты, это, в первую очередь, относится к обсуждению механизма цикличности и разрушения материала, имеют гипотетическую трактовку с точки зрения усталостной теории изнашивания [39]. Предложенная интерпретация результатов в работе [38] не даёт чёткого ответа о причинах, обуславливающих осцилляционный ход полученной зависимости.

Наряду с этими работами имеются исследования, где получены совершенно другие зависимости [40, 41]. Так, в работе [40] на основании электронномикроскопических и рентгенографических исследований меди, а в работе [41] при измерении микротвердости стали при аналогичных нагружениях поверхности индентором, получены монотонно подрастающие до насыщения кинетические зависимости прочностных характеристик. В ряде работ [27, 28, 42, 43, 46] приводятся некоторые результаты изменения плотности дислокаций по глубине материала при трении. Однако основным недостатком большинства этих исследований является изучение дислокационных процессов с относительно больших глубин от поверхности трения (3÷10 мкм). В работе [43] предпринята попытка установления структурного критерия разрушения металла при трении с точки зрения усталостной теории, а в [46] приведены данные взаимосвязи вида изнашивания и фрагментации структуры.

Дискуссионным является также вопрос теории изнашивания при трении. Однако во всех теориях: усталостной [39], энергетической [44], "лепестковой" [32] имеется общее свойство, объединяющее их, это конечный результат - накопление энергии предельной величины, когда материал теряет устойчивость и формируются нарушения сплошности - очаги будущего разрушения. Отличием всех теорий является только механизм накопления этой энергии. Однако, если учесть взаимосвязь всех процессов диспергирования решетки при трении, то и это различие исчезает. В этом случае правильнее говорить о ряде взаимосвязанных процессов упрочнения решетки и доминирующей роли одного из них на определенном этапе или в конкретном случае.

В настоящее время успешно развивается "лепестковая" теория изнашивания кристаллических тел, основанная на дислокационных представлениях [32], согласно которым накопление скрытой энергии деформации при фрикционном взаимодействии твердых тел, связанно с изменением плотности дислокаций в приповерхностных слоях. Протекание дислокационных процессов приводит к образованию микротрещин, рост и коагуляция которых формируют в дальнейшем отслаивающийся "лепесток" материала - частицу износа. С позиции этой теории возможна микроскопическая трактовка процессов разрушения при износе поверхностей трения. Эта теория находится на начальной стадии развития и требует для своего становления дальнейших теоретических и экспериментальных подтверждений и дополнений, тем более, что в литературе имеются ей противоречащие взгляды [45].