Файл: Филяев А.Т. Исследование износостойкости сталей, упрочненных наклепом.pdf

носостойкости и долговечности, стремлением изучить по­ ведение материалов при различной их обработке и усло­ виях трения.

На актуальность изучения явлений износа в своих работах неоднократно указывали Н. Н. Давпденков, А. К. Зайцев, М. М. Хрущов, Б. И. Костецкий, И. В. Крагельский и др.

Для выявления сущности механизма износа, система­ тизации явлений, происходящих при этом, как отмечено

вряде работ, необходима четкая классификация износа

итеория изнашивания материалов [52].

Внастоящее время предложено несколько классифи­ каций.

А. К. Зайцев предложил развернутую классификациювидов изнашивания, которая включает следующие виды

явления и процессы состоят главным образом в механи­ ческом взаимодействии, т. е. в изменении формы и объе­ ма трущихся поверхностей, без существенного проявле­ ния физических и химических изменений;

II класс — физико-механический (ФМ), когда меха­ нический износ сопровождается существенными физиче­ скими процессами;

III— химико-механический (ХМ), когда механиче­ ский износ сопровождается существенными химическими процессами;

IV класс — комплексный (К), когда механический износ сопровождается существенными физическими и хи­ мическими процессами.

Далее автор уточнил характеристику износа в 12 пунктах -— по роду трения: скольжение, качение, смешан­ ное; по виду трения: твердое, полусухое, полужидкостное, абразивное; по среде: в воздухе, во влажном воздухе, в ином газе, в смеси газов и паров, в воде дистиллирован­ ной и морской, в водном растворе разных веществ и т. д.

Классификация получилась громоздкой и, по словам самого автора, дает «символическую характеристику износа» [52], поэтому она не нашла применения.

После многочисленных исследований и анализа лабо­ раторных опытов по изнашиванию в условиях трения скольжения И. В. Крагельский и Е. М. Швецова [84]

18

предложили свою классификацию, которая построена на последовательных процессах: взаимодействия поверх­ ностен, их изменении и разрушении.

В зависимости от рода взаимодействия и характера его очагов возникают различные процессы разрушения поверхностей трением. Одновременно происходит дефор­ мирование и нагревание слоя материала, вызывающее в нем физические и химические изменения, а также тот или иной вид разрушения и его интенсивность. Авторы утверждают, что видов взаимодействия два: механиче­ ское и молекулярное. Видов разрушения несколько.

При механическом взаимодействии обнаружены вы­ царапывание, выкрошиванпе, микроразрушенпе.

При молекулярном взаимодействии обнаружены глу­ бинное вырывание, если силы сцепления велики (молеку­ лярное схватывание); некоторые виды разрушения ме­ ханического воздействия, если силы сцепления малы и на­ рушаются при дальнейшем скольжении тел (молекуляр­ ное притяжение).

Авторы утверждают, что в поверхностных слоях также могут быть разнообразные физико-химические изменения, которые определяются свойствами материа­ лов в узлах трения, упрочнение при деформации, рекри­ сталлизация, образование и распад твердых растворов, коагуляция, диффузия, насыщение элементами окружаю­ щей среды и т. д. Поэтому, чтобы как-то влиять на износ узла, надо определить, какой вид взаимодействия имеет место, какой вид разрушения он вызывает и какие физи­ ко-химические изменения происходят в поверхностных слоях тех или иных деталей.

Последствия разрушения и физико-химических про­ цессов остаются на изношенных поверхностях. Зная от­ личительные признаки, последовательность и характер развития отдельных звеньев этой цепи явлений, авторы считают, что можно по последствиям разрушения опре­ делить весь процесс изнашивания. Для этого И. В. Крагельский и Е. М. Швецова составили карты износа и дали описание отдельных его видов [84, 87—89]. И. В. Крагельский [88] определил идеальное изнашивание как процесс разрушения материала, образующего фрикцион­ ную связь в результате ее многократного нарушения. Его молекулярно-механическая теория нашла широкое применение при изучении износа деталей машин.

ствует металлоструктурный анализ процессов изнашива­ ния деталей машин и видов износа в их развитии, зави­ симости, в связи с переходом от одного вида износа к другому.

В. А. Кислик [66, 67] в своих исследованиях приме­ нил металловедческий метод изучения износа деталей паровоза. На основе изучения изношенных поверхностей деталей, бывших в эксплуатации, и проведенных опытов в лабораторных условиях при имитировании процесса разрушения материалов деталей автор определил ха­ рактерные черты разрушения (виды износа):

1) механическое разрушение зацепляющихся неров­ ностей, происходящее в условиях трения скольжения при непосредственном контакте поверхностей, не разделенных слоем смазки;

2)усталостные разрушения, вызванные повторным механическим взаимодействием неровностей или пере­ менным давлением смазки;

3)износ из-за наклепа металла и повышения хруп­ кости у поверхности, возникающих от деформации при истирании;

4)отслаивание образующихся пленок окислов, насы­ щенных кислородом воздуха;

5)механические разрушения, происходящие в резуль­ тате молекулярного схватывания, в точках местного кон­ такта во время приработки, а также при установившемся

процессе изнашивания; 6) механические разрушения, обусловленные повыше­

нием температуры в зоне трения, вызывающей вследствие закалки повышение твердости на локальных участках местного контакта.

Г. М. Заморуев [53—55] разработал классификацию видов изнашивании при трении скольжения, которая включает десять различных форм, имеющих место в

20

пом пли полужидкостном трении. При этом протекают процессы: упругие и пластические деформации, течение

так же, как заглаживающее при жидкостном или полу­

щееся при граничном трении. Процессы, протекающие при этой форме трения, аналогичны процессам при из­ нашивании поверхностным течением, с той только раз­

форме изнашивания приобретает зеркальный блеск, че­ го не наблюдается при изнашивании течением, так как в этих условиях на поверхностях трения сохраняются более толстые пленки окислов; интенсивность изнаши­ вания в первой форме выше, чем в третьей.

К четвертой форме автор относит окислительное изнашивание. К пятой — царапающее изнашивание, ко­ торое характеризуется тем, что в условиях сухого тре­ ния поверхностные слои сильно деформируются и текут. В активных точках контакта происходит схватывание металлических поверхностей, вырывание небольших ку­ сочков, обладающих высокой твердостью, царапающих поверхности трения. При изучении продуктов износа в них оказывается большое количество типичной мелкой металлической стружки. Явления царапающего изнаши­ вания, развиваясь, переходят в шестую форму изнаши­ вания — заедание. В седьмую форму автор выделяет полирующее изнашивание, характеризующееся процесса­ ми, близкими к полированию поверхностей трения.

Сминающее изнашивание является восьмой формой, химико-механическое в особых условиях — девятой, а абразивное изнашивание — десятой формой. Последнее рассматривается при наличии и отсутствии жидкой сре­ ды. Изнашивание характеризуется пластическими де­ формациями, вдавливанием отдельных зерен в поверх­ ность стали и срезанием стружки.

Предложенная классификация форм изнашивания при всей ее условности позволяет сделать определенные

21