ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Особенности механизма пластической деформации поверхностных Слоев металла при контактном взаимодействии из "Структура и износостойкость металла " Процесс трения является сложной совокупностью взаимодействия многих факторов, при этом существенная роль принад- лежит процессу пластической деформации. Напряженное состоя нйе Яри трении объемно и неоднородно возникают качественно отличные нарушения правильности кристаллической решетки по сравнению с обычным растяжением или сжатием. Известно, что деформация слоев стали, близких к поверхности трения, при удельной нагрузке 1,5 МПа превышает 25% для достижения деформации такого же уровня для этого материала при статическом сжатии необходимо довести нагрузку до 600—700 МПа. Происходят значительные изменения поверхности трущихся монокристаллов в виде сильного изгиба кристаллической решетки, при этом ось изгиба находится в полной зависимости от направления скольжения. В работе [41 ] отмечено, что упрочнение поверхностных слоев, йвляющееся результатом пластической деформации, при трении достигает значительно больших величин, чем в условиях объемного напряженного состояния. При этом процесс пластического деформирования при трении рассматривают как физикохимический, т. е. процесс, сопровождающийся рядом структурных, физических и физико-химических изменений деформируемого металла. [c.33] Анализ состояния поверхностных слоев трущихся тел дал основание авторам работы [41 ] рассматривать две различные формы напряженно-деформированного состояния при треНии. [c.33] Изучение нагружения при нормальном трении [41, 71] поз-волило выделить три зоны напряженно-деформированного состояния первая зона — граничный слой смазки, вторая и третья — поверхностные и нижележащие слои металла. [c.34] Нормальное нагружение, передаваемое через граничный слой, воспринимается контактирующими поверхностями распределенным. В таких условиях деформация тонких поверхностных слоев осуществляется механизмами трансляции, двойникования, поворота зерен и фрагментов микроструктуры в направлении действия тангенциальных сил. В местах непосредственного контакта происходит направленная деформация — текстурирование поверхностных микрообъемов металла, что связано с приспосабли-ваемостью металла зоны взаимодействия тел к условиям нагружения. Многократное нагружение приводит в конечном счете к аморфизации поверхностного слоя [41 ]. [c.34] В работе [56] установлен циклический характер изменения микронапряжений, оцененных по ширине интерференционных линий на рентгенограмме, который подтвердил известное положение, что при фрикционном взаимодействии твердых тел природа разрушения поверхностных слоев металла является усталостной. [c.35] Структура тонких поверхностных слоев при нагружении трением характеризуется значительной плотностью дислокаций уже при малой степени деформаций. При трении в поверхностном слое достигаются значения плотности несовершенств кристаллической структуры на один-два порядка выше, чем при всех известных видах напряженного состояния при одинаковой степени остаточной деформации образуется множество практически не разрешающихся дислокационных сплетений. Дефекты концентрируются в плоскостях (111) в соответствии с тангенциальным нагружением поверхности. [c.35] Особое место в механизме деформации при контактном взаимодействии занимает процесс текстурирования. [c.36] В работе [71 ] процесс текстурирования поверхностного слоя рассматривают как необходимое и достаточное условие внешнего трения. Необходимость обосновывают неизбежностью пластического деформирования при как угодно малых нормальных нагрузках на подвижном контакте. Достаточность определяется тем, что ориентация кристаллических поверхностных слоев является случаем минимального, предельно локализованного объемного деформирования, которое можно рассматривать как чисто поверхностное. [c.36] Известно, что при трении многих монокристаллов, например Ве, Mg, графита, образуется волокнистая текстура под поверхностью трения с осью волокна вдоль направления скольжения, степень рассеяния которой определяет коэффициент трения. [c.36] Роль текстурирования в процессе трения показана на примере меди [114] (рис. 15). В поликристалле с беспорядочным распределением кристаллов коэффициент трения при малых нагрузках заметно отличается (в 3 раза) от значёний его для монокристалла. При высоких нагрузках как moho-, так и поликристаллическая медь имеют близкие по характеру поверхности взаимодействия благодаря высокому текстурированию материала в результате рекристаллизации и последующей ориентации кристаллов при взаимодействии. По мнению авторов, предпочтительная ориентация в поликристалле уменьшает взаимодействие трущихся поверхностей, что снижает коэффициент трения. Значение последнего приближается к значению для монокристалла, в котором под действием нагрузки образуются границы субструктуры, являющиеся барьерами для движения дислокаций и увеличивающие тангенциальное напряжение. [c.36] Таким образом, анализ литературных данных показывает, что взаимодействие поверхностей при внешнем трении твердых тел приводит к упругопластическим деформациям поверхностных слоев, способствующим возникновению и развитию вторичных процессов. В поверхностных слоях трущихся тел пластические деформации могут достигать предельных значений, изменяя физические и механические свойства материалов, их структуру и характер протекания процессов. Процесс пластической деформации поверхностных слоев при трении сложен и многообразен, поэтому на данном этапе развития науки о хрении и изнашивании нельзя выявить ее закономерности. Приведенные результаты войдут в общий комплекс экспериментальных исследований для создания основных положений теории формоизменения на контакте и разработки физических основ антифрикционности. [c.37] Вернуться к основной статье