ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние смазки на усталостную прочность металла из "Долговечность двигателей Издание 2 " В двигателях внутреннего сгорания находят применение различные смазочные материалы, в которых всегда содержатся в незначительных количествах коррозионные агенты и поверхностноактивные вещества. Детали, работающие в жидкой среде при циклическом нагружении, изнашиваются в результате истирания и нередко подвергаются усталостному разрушению. [c.61] Чистое минеральное масло незначительно (не более чем на 7,5%) понижает предел усталости сталей. Отработанное масло оказало тот же эффект, что и чистое. Предел усталости при смазке маслом, активированным 0,2% олеиновой кислоты, понизился у стали 40Х с перлитоферритной структурой на 18,5%, у сталей 40Х с сорбитной структурой на 15% и у стали ШХ15 с мартен-ситной структурой на 11%. Следовательно, мелкозернистая структура менее подвержена влиянию поверхностно-активной среды, чем крупнозернистая. [c.61] Из опыта также следует, что продолжительность работы масла не отразилась на пределе усталости, несмотря на ухудшение эксплуатационных свойств за счет накопления нерастворимых осадков и смол, увеличения плотности, изменения вязкости и т. п. [c.61] Поверхностный наклеп оказывает положительное влияние на увеличение предела выносливости образцов, подвергнутых циклическому нагружению в адсорбционной и коррозионной средах. На рис. 37 приведены усталостные кривые образцов из стали 40Х перлитоферритной структуры, работавших в разных адсорбционных и коррозионных средах. У шлифованных неупрочненных дополнительно образцов при деформировании в поверхностноактивной среде (в масле МС, активированном 2% олеиновой кислоты) снизился предел усталости на 5%, в коррозионной среде (дистиллированной воде) — на 27% по сравнению с деформированными в воздухе. Образцы, деформированные в свежем отработанном масле, имели одинаковый предел усталости. [c.61] Обкатанные (упрочненные) образцы показали повышение предела усталости при испытаниях в воздухе на 11 %, в поверхностноактивной среде — на 9% по сравнению с шлифованными образцами, деформированными в воздухе. [c.61] Испытания на усталость стальных образцов, обработанных точением, шлифованием и полировкой, в различных средах при циклической нагрузке показали, что точеные образцы как в адсорбционной, так и в коррозионной средах обладают повышенной стойкостью по сравнению со шлифованными и полированными. [c.62] Однако при испытании в воздухе образцы с более шероховатой поверхностью показали снижение предела выносливости. Такое явление объясняется концентрацией напряжений около впадин неровностей при динамическом деформировании образцов в воздухе, в то время как в жидких средах это влияние уменьшается. [c.62] При термической обработке локальных нарушений структуры не происходит или они ничтожны, а созданная мелкозернистая структура препятствует распространению адсорбции и коррозии в глубь тела, что приводит к значительному повышению усталостной прочности и сопротивления изнашиванию металлического тела. [c.62] Влияние сжимающих остаточных напряжений на повышение усталостной прочности металла подтверждается экспериментально. Так, азотирование поверхностного слоя углеродистой стали повысило усталостную прочность при работе в 3 / -ном растворе хлористого натрия в 2—3 раза, а в водопроводной воде — на 40—50% по сравнению с неазотированной сталью в воздухе. [c.62] Усталостные трещины, представляющие собой концентраторы напряжений, в поверхностном слое слабее проявляют свое отрицательное влияние на усталостную прочность. [c.62] Следовательно, растягивающ,ие остаточные напряжения в поверхностном слое способствуют увеличению адсорбционного эффекта. [c.63] В образовавшиеся микротрещины под влиянием капиллярных сил проникает окружающая тело жидкость (смазка) и мигрирует по стенкам с достаточно высокой скоростью до тех пор, пока не достигнет стерического препятствия внутри микротрещин. Адсорбционные слои оказывают давление на стенки трещины, стремясь их раздвинуть и проникнуть в глубь металла. Величина давления адсорбционного слоя определяется убылью свободной поверхностной энергии под влиянием адсорбции. Расклинивающее давление адсорбционных слоев в глубине трещины и сольватных слоев в устье ее содействует росту трещины. [c.63] Создание сжимающих остаточных напряжений в поверхностных слоях деталей путем термической, химико-термической и механической обработок является радикальным средством борьбы с вредным влиянием как адсорбции, так и коррозии [14, 58]. [c.63] Наклепанные образцы несколько увеличивают сопротивление возникновению усталостных трещин по сравнению с ненаклепанными образцами (рис. 39, кривая ГЕ). [c.64] Предел выносливости по излому образцов, упрочненных поверхностнопластическим деформированием, становится постоянным уже при малых значениях /Ст (рис. 39, кривая ГД). [c.64] Увеличение предела выносливости по трещинообразованию наклепанных ППД образцов объясняется изменением прочностных свойств поверхностного слоя, а увеличение предела выносливости по излому — наличием сжимающих остаточных напряжений. [c.64] Представляет опасность образование в поверхностном наклепанном слое усталостных трещин у деталей, подвергающихся значительным нагрузкам в процессе эксплуатации. [c.64] Вернуться к основной статье