ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Твердость металла поверхностного слоя при трении из "Долговечность двигателей Издание 2 " Предварительное упрочнение механическим, термическим или термомеханическим путем и последующее дополнительное наклепывание поверхностного слоя металла в процессе изнашивания оказывает весьма существенное влияние на износостойкость деталей машин. [c.93] Для выяснения влияния параметров режима работы на упрочнение и разупрочнение металла в тонком поверхностном слое при скользящем трении были проведены исследования с применением рентгеновского метода [36, 37 . [c.93] Исследования изменений, протекавших в атомной кристаллической решетке и в кристаллитах в зависимости от режима и продолжительности трения, а также влияния этих изменений на износ в условиях сухого и граничного трения по закаленной стали, были проведены на образцах диаметром 5 мм из отожженной стали 45 и латуни Л62. [c.93] Кристаллитные напряжения (напряжения И рода) в стальных образцах оценивались по полуширине кривой почернения компоненты Каг дублета интерференционной линии (310) и в латунных — по полуширине компоненты Ка дублета интерференционной линии (331). [c.93] Элементарные искажения (напряжения П1 рода) оценивались по отношению интенсивностей максимальных почернений интерференционной линии исследуемого металла / и эталона Для стали в качестве эталона служила алюминиевая фольга толщиной 10 мкм, а для латуни — та же фольга толщиной 30 мкм. [c.93] На рис. 58 показано изменение отношения интенсивностей ///эт и полуширина линии / al в зависимости от удельного давления при постоянных скорости и пути трения. Из рис. 58 видно, что наиболее интенсивный рост искажений у стальных образцов происходит при небольших давлениях, в интервале (2—5) 10 Па, и полное прекращение роста искажений наступает при давлениях в пределах (15—20)-105 Па. [c.93] Проследить дальнейшее изменение кристаллитных и элементарных искажений от нагрузки для стальных образцов не представилось возможным вследствие появления металлического контакта и глубинного вырывания металла с поверхностей трения образцов. [c.95] Как известно, всякое искажение кристаллической решетки и кристаллитов металла связано с поглощением энергии деформирования. Поглощенная энергия приводит атомную систему в менее устойчивое состояние. Переход кристаллической системы из возбужденного состояния в состояние с наименьшей потенциальной энергией (соответствующей уровню температуры окружающей среды) происходит в результате сообщения ей дополнительной энергии, вполне достаточной для преодоления потенциального барьера, вызываемого силами связи атомного строения. Очевидно, что для такого перехода потребуется значительно меньшая по величине дополнительной энергии—энергия активации, если атомная кристаллическая решетка обладает большими искажениями или большей свободной энергией. [c.96] Более искаженная кристаллическая система и более измельченная структура металла будут более чувствительны к температурным воздействиям, чем менее искаженная или измельченная. Поэтому при сухом трении по мере повышения нагрузки и скорости можно ожидать снижения искаженности атомной кристаллической решетки, так как с увеличением нагрузки и скорости повышается температура трения. Изнашивание деталей зависит от режима и процесса приработки, поэтому представляет практический интерес установление момента прекращения нарастания искажений и измельчения блоков в зависимости от режима и продолжительности трения. [c.96] Период приработки отожженных стальных и латунных образцов с начальной шероховатостью поверхности 0,32 мкм, изнашиваемых в условиях сухого трения, при р= 1,0-10 Па и V = 0,5 м/с заканчивался примерно после 150 м пути. [c.96] Установившиеся условия трения характеризуются весьма незначительными колебаниями (в пределах 7,5%) коэффициента трения около некоторого среднего значения, стабильностью пластической деформации, уравновешенностью конкурирующих явлений упрочнения, разупрочнения, а также стабильностью размеров блоков, кристаллитных и элементарных искажений металла на поверхности трения. Установившиеся условия нарушаются при изменении режима трения. [c.96] В процессе изнашивания стальных образцов в условиях сухого трения при постоянном давлении 1,0-10 Па и скорости 2,0 м/с возникают более значительные искажения, чем при скорости 0,4 м/с. Повышение кристаллитных искажений при трении со скоростью 2,0 м/с обусловливается большей скоростью деформации, так как температура в этих условиях значительно ниже температуры рекристаллизации (рис. 61). [c.96] ИЗ]Менение глубины распространения наклепа в зависимости от давления при изнашивании образцов из отожженной стали 45 и латуни Л62 приведено на рис. 64. Как видно нз рис. 64, по мере повышения давления увеличивается глубина распространения наклепа. Наиболее интенсивное распространение наклепа в глубину происходит в интервале низких давлений для стали до 0,5 х X 10 Па и для латуни до 2,0-10 Па. При дальнейшем повышении давления темп нарастания глубины упрочнения замедляется. [c.97] С повышением нагрузки возрастает температура трения. Если она достигнет значений, при которых произойдет снятие искажения, то, очевидно, произойдет восстановление кристаллической системы в весьма тонком поверхностном слое и понизится твердость металла, однако это начавшееся понижение твердости не всегда можно зафиксировать методом определения микротвердости. [c.98] Наклеп металла в тонком поверхностном слое, характеризуемый твердостью, не отражает в полной мере глубоких изменений, происходящих в металле, поэтому в области больших давлений проявляется несоответствие между искажен-ностью кристаллической решетки и кристаллитов и твердостью металла. [c.98] Сопоставляя исследования М. А. Зайкова, М. Р. Лозинского и С. Г. Федотова, можно установить, что для углеродистых сталей изменения твердости и предела прочности с повышением температуры, имеют аналогичный характер (рис. 65). Однако эти изменения имеют свои особенности. Так, максимумы твердости у сталей с повышением содержания углерода смещаются в сторону более низких температур по сравнению с максимумами пределов прочности, которые смещаются в сторону более высоких температур. Причины такого расхождения следует искать в особенностях отражения внутренних процессов, происходящих в твердом теле при испытании на твердость и прочность. Локальный характер определения твердости и сравнительно неглубокое проникновение алмазной пирамиды в металл неточно отражает внутренние изменения, происшедшие на поверхности трения. Кроме того, по мере увеличения содержания углерода в стали вследствие повышения неоднородности структуры этот способ определения механических свойств дает несколько заниженные показания. [c.98] Таким образом, можно предположить, что несоответствие между восстановлением искажений кристаллитов и решетки и твердостью следует отнести за счет неточности методов исследования. [c.98] При изнашивании с удельным давлением 5,0-10 Па и скоростью 0,4 м/с глубина проникновения наклепа достигала 53 мкм, а со скоростью 1,0 м/с, при которой происходило схватывание металлов, она составляла 75 мкм. [c.99] Увеличение массового износа образцов из отожженной стали 45 при сухом трении по стали с постоянными параметрами режима трения протекает пропорционально пути трения (рис. 67). Однако при постоянном давлении и одинаковом пути трения массовый износ образцов зависит также от скорости относительного перемещения. Так, при скорости 2 м/с интенсивность массового износа оказалась примерно в 2,6 раза меньше, чем при скорости 0,4 м/с (рис. 68). [c.100] Вернуться к основной статье