Разработка метода восстановления топливной системы судового дизеля 3Д12 с помощью ремонтно-восстановительных составов, страница 16

- низкая теплопроводность: в десятки раз ниже известных препаратов;

- наличие гидрофазы: в структуру геоактиватора входит вода, расположенная слоями. За счет этого на поверхностях сопряжения образуются прочные гидратированные слои, соединенные жидкой прослойкой, что снижает силу трения.

Сформированное покрытие контактируемых поверхностей, в зависимости от форм движения и с учетом переструктурирования подповерхностного слоя, обладает повышенной стойкостью на истирание, вследствие аномально низкого коэффициента трения (до 0,003), а также обеспечивается стойкость:

- к высокой температуре (огнеупор с жаростойкостью до 2500 °С); - электрическим воздействиям (диэлектрик);

- химическим воздействиям (коррозионной стойкости).

Даже очень хорошо подготовленная поверхность стали  Rz 0,63 при детальном рассмотрении под микроскопом имеет вид вспаханного поля с чередой пиков, кратеров и редких равнин между ними. Для обеспечения технологической твердости поверхности в рамках исследований компании «LT - Лаборатория триботехнологии» была проведена химико-термическая обработка, обеспечивающая прочность поверхности металла 58…63 HRC.

При попадании частиц РВС на поверхности трения, работающие в условиях повышенных давления и температуры, происходят окислительно-вос-становительные реакции и реакции замещения, в результате которых в местах трения и контакта с поверхностных слоем металлов на основе железа образуется модифицированный железосиликатный высокоуглеродистый слой, представляющий собой монокристаллы особого типа. Поскольку эти монокристаллы имеют в 50-60 раз более объемную кристаллическую решетку, чем кристаллы металла изношенной поверхности, они в общей массе приподнимаются над поверхностью пятна контакта, компенсируя таким образом износ металла.

Весь процесс, описанный выше, происходит в несколько стадий.

На рисунке 2.2.1 изображен характерный рельеф изношенной поверхности трения.

1 – чугун; 2 – масло; 3 – продукты износа; 4 – сталь; 5 – водородное        охрупчивание (чешуйчатое отслоение металла); 6 – атомарный водород,  выделяемый при деструкции масла; 7 – микропики.

Рисунок 2.2.1 – Характерный рельеф поверхности трения

В процессе движения контактируемых поверхностей друг относительно друга, их наиболее выступающие пики вступают в соприкосновении и разрушаются, образуя в зоне разрушения микропика - микрократер. Причем пространство между зерен становится менее прочным из-за внедрения атомов элементов с малым сечением ядра, что ведет к 70 % разрушению межкристаллитно и только 30 % транскристаллитно. Без проведения упрочнения поверхностей скорость разрушения повышается в 3…10 раз.

В каждый последующий момент работы будут соприкасаться и разрушаться другие микропики микрорельефа (причем вследствие эффекта микроканавок, возбуждается процесс автоколебаний, который раскачивает отдельные пики, вводя их в резонанс), добавляя в масло все новые и новые частицы металла, увеличивая зазоры.

Кроме того, масло претерпевает из-за действия температуры и механо-активизации деструкцию, образуя атомарный водород, который является мощным катализатором и устремляется в зону повышенных температур - подповерхностный слой, нагреваемый за счет пластических деформации, вызываемых сдвиговыми усилиями и тем, что поверхностный слой более прочный и имеет лучший теплоотвод.

Атомарный водород заполняет поры микротрещины  и дислокации подповерхностного слоя, вступает в химические реакции с металлом, образуя хрупкие гидраты. Происходит чешуйчатое отслоение.

За счет эффекта Ребиндера образование гидратов - хрупких соединений происходит и на поверхности металла, подтверждая, что прочность создаваемых поверхностных слоев без учета защиты от атомарного водорода не решает проблемы. Необходимо помнить, что металл упрочняется неравномерно, это ведет к тому, что в пространстве между зерен накапливается большее количество мелких атомов, используемых для деформации решетки металла, а это охрупчивает межзеренное пространство и проводимые в дальнейшем мероприятии (низкий отпуск и др.) не обеспечивает гомогенизации.