ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Область проявления водородного изнашивания из "Триботехника " Полученное выражение позволяет с достаточной для практических приложений точностью определить время выхода на стационарный режим в зависимости от параметров, входящих в постоянную А, а также максимальную температуру разогрева слоя. По данным В. А. Кудинова, исходя из данных по тепловыделению при торможении современного самолета, перепад температур может составить 400 °С для стали. [c.123] Водородное изнашивание может быть вызвано не только водородом, который образуется при трении, но и водородом, который может образоваться при различных технологических процессах. При выплавке чугуна в доменном процессе из влаги дутья образуется водород, который и попадает в металл (такой водород называют биографическим). При термической обработке, например в результате азотирования (при диссоциации аммиака), выделяющийся водород диффундирует в сталь. Наводороживание стальных изделий происходит при электроосаждеиии кадмия, цинка, хрома и никеля. Одним из способов устранения водорода при гальванических покрытиях является термообработка изделий при температуре 200 °С. [c.124] Для удаления окалины, продуктов коррозии стальные изделия подвергают травлению в кислоте. Погружение стали в раствор кислоты приводит к растворению железа на анодных участках и выделению водорода на катодных участках с одновременным внедрением водорода в сталь. В результате накопления газообразного водорода на поверхности детали могут быть даже вспучивания. Степень наводороживания при травлении зависит от многих факторов состояния стали и особенно наличия в растворе даже ничтожных количеств (следов) серы, фосфора, мышьяка, селена (называемых отравителями ), которые способны замедлять реакции химической десорбции и, таким образом, увеличивать площадь покрытия водородом и собственно адсорбцию. Поэтому на практике выбор ингибитора должен быть тщательно продуман, иначе возможно повышение абсорбции водорода. [c.124] При фосфатировании водород внедряется в сталь. Необходимо регулировать в ванне содержание свободной кислоты и определенных окислительных агентов и тем самым снижать количество абсорбированного водорода. [c.124] Атмосферная коррозия металла может вызвать абсорбцию водорода в том случае, если она протекает в промышленной атмосфере, содержащей сернистый ангидрид и кислую сернокислую соль. [c.124] Водород, проникший в сталь, при трении будет постепенно диффундировать в поверхность и вызывать ее изнашивание. [c.124] О механизме водородного охрупчивания. Несмотря на обширную литературу с описанием экспериментальных работ, единой точки зрения на механизм водородного охрупчивания нет. Это объясняется многочисленностью факторов, влияющих на этот механизм, сложностью и недостаточной изученностью отдельных элементарных физико-химических процессов. [c.126] Различают несколько видов водородного охрупчивания. Б. А. Калачев делит их на две группы охрупчивание первого рода, обусловленное источниками, которые имеются в исходном металле вследствие повышенного содержания водорода охрупчивание второго рода, обусловленное источниками, которые развиваются в металле с повышенным содержанием водорода в процессе пластической деформации. Охрупчивание первого рода является обратимым и усиливается с повышением скорости деформации охрупчивание второго рода развивается при малых скоростях деформаций и может быть как обратимым, так и необратимым. [c.126] Теории водородного охрупчивания можно разделить на четыре группы. [c.126] Смилковский отмечает, что если подключить к мембране положительный электрический потенциал по отношению к вспомогательному электроду, то проникновение водорода полностью тормозится. При подключении отрицательного потенциала около 1000 В наводороживание увеличивается в несколько раз. Водород проникает в металл преимущественно в виде протон д. [c.126] Имеются вещества, малые добавки которых в металл способствуют проникновению в него водорода. Это могут быть соединения серы, сурьмы, мышьяка, селена, примеси сероводорода и др. Поэтому наличие указанных веществ в стали крайне нежелательно. [c.127] Существуют также ингибиторы проникновения водорода в металл. Многие полярные органические соединения тормозят проникновение водорода в металлы при коррозии и катодной поляризации. Так, дибензилсульфоксид при сильно отрицательных потенциалах катода восстанавливается в дибензилсульфид и прочно адсорбируется на поверхности металла. Механизм действия органических ингибиторов проникновения водорода состоит в том, что при электролизе ионы водорода разряжаются на внешней поверхности адсорбированного слоя органических молекул, в результате нарушается непосредственный контакт ионов водорода с поверхностью. [c.127] Водородное изнашивание не имеет общих черт с водородным охрупчиванием стали ни по источникам наводороживания, ни по интенсивности и характеру распределения водорода в стали, ни по характеру разрушения. Водородное изнашивание связано только с процессом трения и обусловлено трением. Для него характерны высокая локальная концентрация водорода в поверхностном слое стали, возникающая из-за больших градиентов температуры и напряжений при трении, которые обусловливают накопление водорода и особый характер роста трещин, приводящий к сплошному разрушению слоя стали. [c.127] Водородное изнашивание представляет собой эволюционный процесс, направленный на разрушение поверхностей трения. Трение создает условия для образования диффузионно-способного водорода из смазочного материала, топлива, пластмассы, паров воды и других материалов. Далее трение обеспечивает адсорбцию водорода на поверхность трущейся детали (стальной или чугунной) путем создания ювенильных поверхностей. Трение, благодаря деформации тонких поверхностных слоев, образует гидридофильную зону на стальной или чугунной поверхности детали, которая своеобразно впитывает водород. В результате трения диффундирующий водород концентрируется на некоторой глубине от поверхности трения, где располагается максимум температуры при трении. Глубина концентрации водорода зависит от режимов трения и участвующих в нем материалов. Чем тяжелее режим трения, тем глубже находится максимум температуры. Все указанные выше процессы отличают водородное изнашивание от водородной хрупкости металлов. [c.127] При водородном изнашивании концентрация водорода под поверхностью настолько велика, что никакой другой источник наво-дороживания не может создать и десятой доли подобной концентрации. [c.128] Подавляющее большинство методов борьбы с водородным изнашиванием не может быть использовано для снижения интенсивности водородного охрупчивания металлов ввиду принципиальных различий этих явлений. Водородное изнашивание — явление самоорганизующееся по сложности и масштабам проявления оно превосходит явление водородного охрупчивания. Между тем, процессы водородного охрупчивания, а также сходные с ними процессы коррозионного растрескивания сталей и сплавов изучены в большей степени (хотя и не до конца). Это облегчает изучение механизма разрушения стали при водородном изнашивании. [c.128] Как установлено А. А. Поляковым и автором, имеются два основных вида изнашивания поверхностей стальных и чугунных деталей под воздействием водорода изнашивание диспергированием и изнашивание разрушением. [c.128] Водородное изнашивание диспергированием (БИДИС). При этом виде изнашивания каких-либо изменений в поверхностном слое деталей вследствие обычного износа при диспергировании не наблюдается. Водород усиливает (в зависимости от его количества в поверхностном слое) диспергирование стали или чугуна. На поверхностях трения нет вырывов, задиров, заметного переноса материала с одной поверхности трения на другую они могут иметь блеск и очень мелкие царапины, которые не видны невооруженным глазом и направлены вдоль направления движения. [c.128] При изучении износостойкости наводороженных стальных образцов (наводороживание производилось электролитическим способом) установлено [27], что при незначительном наводороживании износостойкость образцов из стали 45 несколько увеличивается, а при дальнейшем наводороживании падает. Это связано с тем, что при начальном наводороживании несколько повышается твердость стали. [c.128] Вернуться к основной статье