При газоабразивном изнашивании поверхность трения ряда материалов, в том числе и металлов, становится волнистой. Чаще всего подобная картина наблюдается при таких режимах нагружения, когда реализуется преимущественно пластический контакт абразива с изнашиваемым материалом. Волны ориентируются перпендикулярно направлению потока абразивных частиц. Их образование связывается с особенностями поведения частиц абразива в газовом потоке. Отраженная от поверхности изнашиваемого тела частица сталкивается с падающей, предохраняя от удара область поверхности, прилегающую к передней границе ее контакта с твердым телом. Это приводит к возникновению чередующихся гребней и впадин на изнашиваемой поверхности.
3.6 ЭРОЗИОННОЕ ИЗНАШИВАНИЕ
Эрозионное изнашивание - это процесс отделения с поверхности твердого тела частиц материала под воздействием движущейся относительно него жидкой или газовой среды, не содержащей абразивных частиц, сопровождающийся изменением размеров этого тела.
Наблюдается эрозионное изнашивание при воздействии высокоскоростного потока жидкости, газа или пара. В частности, этому виду изнашивания подвергаются отсечные кромки золотников, клапаны гидроаппаратуры, не-приработанные поршневые кольца двигателей (поток газов изнашивает металл в местах неплотного прилегания кольца к цилиндру), лопасти гребных винтов, детали летательных аппаратов, сопла ракетных двигателей.
Процесс эрозионного изнашивания можно условно разделить на два этапа. На первом этапе разрушение обусловлено трением движущейся среды о поверхность твердого тела. Молекулы газа или жидкости, взаимодействующие с атомами поверхности твердого тела и увлекаемые потоками движущейся среды, "вытягивают" отдельные атомы с поверхности, а впоследствии расшатывают и вымывают отдельные микрообъемы материала. Значительно более ощутимый вклад в изнашивание вносит динамическое действие потока. Оно обусловлено ударным действием молекул среды на поверхность твердого тела. Такое соударение сопровождается вырывом более крупных частиц (групп зерен с неблагоприятной ориентацией структурных образований относительно действующей силы) и поэтому в большей мере определяет интенсивность изнашивания.
В пластичных материалах разрушение поверхности имеет место лишь на последней стадии, а в начальный период накапливаются микропластические деформации, материал наклёпывается. Когда исчерпывается способность металла к упрочнению, происходит "вымывание" частиц материала. Таким образом, первый этап эрозионного изнашивания заканчивается образованием на поверхности трения трещин или углублений, располагающихся в направлении движения среды. Он характеризуется низкой интенсивностью изнашивания.
Второй этап обусловлен развитием микротрещин или других дефектов поверхности, вызванным расклинивающим действием молекул движущейся среды, внедряющихся в объем этих дефектов с большой скоростью. Ударное действие молекул обусловлено не только высокой скоростью потока среды, но и турбулентностью ее движения вблизи дефектов поверхности. Развитие микротрещин возможно также вследствие проявления эффекта Ребиндера. Этот этап характеризуется более высокой интенсивностью изнашивания.
Эрозионное изнашивание протекает более интенсивно, если движущаяся среда содержит в своем объеме включения с большей плотностью вещества. Примером такой среды может быть газовый поток, включающий капли жидкости. Изнашивание в этом случае обусловлено в основном ударным действием капель жидкости (например, дождя) на поверхность твердого тела.
При эрозионном изнашивании поверхность твердого тела покрывается глубокими, сильно разветвленными раковинами, длина которых значительно превышает ширину (рисунок 3.14). Рисунок изношенной поверхности чаще всего определяется структурой материала, поскольку разрушению подвергаются в первую очередь мягкие составляющие структуры, а также наличием, концентрацией и формой микродефектов на поверхности трения, являющихся потенциальными областями эрозионного разрушения.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.