В связи с тем, что поверхностно-активные вещества вызывают значительное уменьшение усталостной прочности конструкционных сталей, необходимо тщательно следить за составом смазки в механизмах, работающих в тяжелых условиях. Совсем отказаться от применения в смазках поверхностно-активных веществ нельзя – именно они обеспечивают прочное сцепление тонкой масляной ленки с металлом. Кроме того, активные добавки бывают очень полезны в период обкатки механизма – они ускоряют приработку трущихся частей. Задача, таким образом состоит в определении оптимальных количеств активных присадок к смазочным маслам на различных этапах и режимах эксплуатации механизмов, а также в устранении в период нормальной их работы наиболее активных понизителей прочности – например, следов воды.
Особенно сложна и, вместе с тем, важна борьба с разрушающим действием активных веществ в случаях, когда эти вещества вызывают сильное снижение поверхностной энергии твердого тела. Наиболее часто встречающиеся на практике случаи – это контакт твердого металла с металлическим расплавом. Такой контакт возникает при пайке и сварке металлов, при расплавлении подшипников, в случае применения жидких металлов в качестве смазок, а также теплоносителей в атомных реакторах, ракетных установках, двигателях внутреннего сгорания и т.д. Здесь характер специфичности действия различных расплавов на конкретные конструкционные материалы позволяет выбрать наименее чувствительные материалы и малоактивные расплавы, а также точно указать предельно допустимые напряжения на весь период эксплуатации конструкции и механизма. В отдельных случаях поверхностная обработка металла (покрытие прочным слоем окисла, карбида, нитрида и т.д.) обеспечивает несмачивание металла расплавом и препятствует проявлению адсорбционного понижения прочности. В том случае, когда действие расплава связано с диффузионным проникновением активного металла по границам зерен, большой эффект дает введение в твердый металл некоторых добавок. Такие присадки сами адсорбируются на границах зерен и препятствуют проникновению и адсорбции активных металлов на границах зерен.
В связи с тем, что адсорбционное понижение прочности не наблюдается в системах, образующих устойчивые интерметаллические соединения, этим можно пользоваться для замедления или даже для предупреждения разрушающего действия расплава. Для этого достаточно ввести либо в твердый металл компонент, образующий интерметаллид с расплавом, либо ввести в расплав добавки, образующие химическое соединение с материалом конструкции. Образовавшееся соединение предохранит поверхность материала от образования трещины разрушения.
Вместе с тем, использование поверхностно-активных веществ позволяет на заданное время существенно изменять в нужном направлении механические свойства твердых тел – повышать их пластичность или понижать прочность и вызывать хрупкость. При последующем удалении этих веществ исходные механические свойства материалов восстанавливаются.
Пластифицирующее влияние органических поверхностно-активных сред используют при обработке металлов давлением – вытяжке, прокатке, штамповке, волочении и т.д.
Поверхностно-активные вещества пластифицируют лишь тончайший поверхностный слой металла, который сам начинает играть роль смазки, препятствующей глубокому наклепу металла и прилипанию его к инструменту. В результате значительно улучшается качество поверхности и уменьшается работа, затрачиваемая на изменение формы, что позволяет давать большее обжатие за один цикл обработки, экономить рабочее время, энергию и инструмент. Очень широко применяются поверхностно-активные вещества в процессах обработки металлов резанием. Смазочно-охлаждающие жидкости с активными присадками препятствуют налипанию стружки на режущую кромку резцов и фрез, а также уменьшают засаливание шлифовальных кругов продуктами шлифования.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.