Третья группа включает окислительное изнашивание и фреттинг-коррозию, основной причиной которых являются химические процессы, инициируемые импульсным тепловым и механическим воздействием на материал вступающих в контакт неровностей поверхностей трения.
В основу этой классификации положены механические, физические и химические процессы, протекающие в зоне трения.
3.1 АБРАЗИВНОЕ ИЗНАШИВАНИЕ
Абразивное изнашивание - это отделение с поверхности трения материала либо его пластическое деформирование под воздействием твердых частиц, сопровождающееся изменением линейных размеров изнашиваемого тела. Этот вид изнашивания реализуется при наличии:
• неподвижно закрепленных твердых зерен на поверхности трения одного из сопрягаемых тел. Это твердые структурные составляющие материала элементов пары трения, частицы абразивной шкурки, брусков и другого инструмента, частицы нагара на стенках цилиндра двигателя внутреннего сгорания;
• свободных частиц, попадающих в зону контакта трущихся тел (оксидные пленки, частицы износа, пыли);
• незакрепленных частиц, передающих давление деформируемой массы (абразивные частицы в почве, горных породах, насыпных грузах при их транспортировании).
3.1.1 Абразивное изнашивание закрепленными частицами
Наблюдается в двигателях внутреннего сгорания (в паре трения цилиндр-поршневое кольцо), при обработке материалов абразивным инструментом (огранка камней, изготовление линз и изделий из древесины, обработка металлов без применения смазочно-охлаждающих жидкостей) и т. д.
При абразивном изнашивании металлов твердыми закрепленными частицами возможна одновременная реализация двух механизмов разрушения поверхности трения. Первый - микрорезание - наблюдается при однократном нагружении с образованием стружки перед режущей гранью частицы (рисунок 3.2, а).
Рисунок 3.2 – Абразивное изнашивание твердого тела в результате микрорезания (а) и многократного пластического деформирования (б)
На поверхности трения возникают канавки, ориентированные вдоль вектора скорости скольжения. В большей мере этот механизм .проявляется при изнашивании хрупких материалов.
При реализации второго механизма частицы износа образуются в результате многократного пластического деформирования изнашиваемого тела абразивной частицей. При первом проходе внедрившейся частицы материал выдавливается из зоны контакта и, образуя у передней грани выступ, обтекает ее, скапливаясь на краях возникающей канавки (рисунок 3.2, 6). Абразивная частица, следующая за ней по близлежащей траектории, оттесняет пластически деформированный материал с краев канавки обратно, обеспечивая заполнение ее объема. Многократное передеформирование материала в результате последующих проходов частиц приводит к усталости и отделению этого материала с поверхности трения.
Обычно первый механизм вносит незначительный вклад в процесс изнашивания по сравнению со вторым. Поверхность металлов, подвергаемых абразивному изнашиванию, покрывается множеством параллельно расположенных канавок, ориентированных в направлении относительного перемещения сопрягаемых тел. В отдельных случаях, особенно когда доминирующим является второй механизм изнашивания, дно канавок покрывается микротрещинами, плоскость которых перпендикулярна к вектору v.
Образующиеся при абразивном изнашивании частицы могут принимать форму стружки, если преобладает первый механизм изнашивания. Однако наиболее вероятно появление частиц в виде многогранника, расположение граней которого зависит от структуры изнашиваемого материала и условий разрушения поверхностного слоя. При тяжелых режимах нагружения возможно образование сферических частиц износа (рисунок 7.3) размером до 30 мкм. Внешняя поверхность частиц очень гладкая, а внутренняя покрыта бороздами и наростами (рисунок 7.3, а). Внутри частица может быть полой. По-видимому, сферические частицы образуются в результате оплавления одной или нескольких формирующих конгломерат частиц пластинчатой формы.
Рисунок 3.3 – Электронные фотографии разрушенной (а) и неразрушенной (б) полых сферических частиц износа
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.