Интенсивность изнашивания зависит в основном от массы и скорости частиц в момент удара о поверхность твердого тела, угла атаки а и соотношения твердостей изнашиваемого материала и частиц.
Влияние твердости абразива на сопротивление чистых металлов изнашиванию зависит от угла атаки частиц. При малых а (до 30°) зависимость eo(HVj близка к линейной (рисунок 3.13). Механизм изнашивания материала в этом случае существенно не отличается от такового при изнашивании по закрепленному абразиву и включает микрорезание и малоцикловую усталость.
Рисунок 3.13 – Зависимость износостойкости чистых металлов от твердости при изнашивании кварцевым песком: 1 -а= 15°; 2-а- 90°
Это является причиной подобия зависимостей ео(НУ) при обоих видах абразивного изнашивания. При угле атаки а = 90° зависимость so(HV) отражается степенной функцией (кривая 2 на рисунке 3.13). С увеличением HV изнашиваемого материала в области малых ее значений наблюдается более интенсивный рост его е0 по сравнению с ростом е0 при ос<30". Это связано с уменьшением доли пластической деформации и глубины проникновения частиц в поверхностный слой материала. В области больших значений HV зависимость е0 (HV) ослабевает, поскольку растет доля хрупкого разрушения и повышение твердости металла не обеспечивает значительного роста £„.
С увеличением скорости соударения частиц с изнашиваемой поверхностью растет энергия удара, уменьшается время ее передачи изнашиваемому телу и ведущим становится хрупкое разрушение. Изнашивание в таких условиях является результатом не только механических, но и физических, и химических процессов в контакте. При этом сопротивление металлов газообра-зивному изнашиванию определяется в основном скоростью протекания процесса окисления, прочностью соединения металлов с оксидами и их механическими свойствами. При образовании рыхлых, слабо связанных с металлом оксидных пленок и высокой скорости окисления металла его износостойкость резко снижается.
Существует интервал скоростей, в котором температура в контакте частицы с металлом достигает 100 - 250 °С, образуются оксиды, прочно связанные с основным металлом и предохраняющие его от разрушения (замедляющие процесс изнашивания). Скорость удара частиц может быть настолько большой, что передаваемая энергия оказывается достаточной для локального плавления даже тугоплавких материалов. Так, следы оплавления керамики зафиксированы при ее изнашивании потоком частиц карбида кремния. При температурах ниже 40 °С рост твердости металлов приводит к увеличению доли хрупкого разрушения и, как следствие, к падению износостойкости большинства материалов.
Влияние угла атаки на механизм разрушения поверхностей твердых тел сказывается и на интенсивности их изнашивания. Зависимость 1(а) графинески изображается кривой с максимумом, положение которого определяется свойствами материала. Для хрупких тел (стекло, базальт) угол а , соответствующий максимуму / , находится в интервале 80 - 90° , для металлов - в интервале 40 - 60° . Максимальный износ эластомеров наблюдается при углах атаки, близких к 10°.
Газоабразивная износостойкость полимеров в среднем на 1 - 3 порядка ниже, чем сталей. Исследования изнашивания материалов в струе стальной дроби позволило установить, что в отличие от металлов увеличение модуля упругости полимеров сопровождается падением их износостойкости. Это связано с потерей способности материала к большим упругим деформациям и с увеличением той доли энергии падающей частицы, которая поглощается полимером. Стойкость полимерных материалов к абразивному изнашиванию практически не зависит от их прочностных характеристик, а определяется в большей мере реологическими свойствами.
Изнашивание резин обусловлено в основном усталостными процессами, протекающими в поверхностном слое, а микрорезание не оказывает существенного влияния.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.