Фреттинга механизмы

При наличии кислорода в окружающей среде продукты износа в малоподвижных соединениях из стали состоят преимущественно из мельчайших (размерами 0,01 до 2,0 мкм) частиц окиси железа РегОз красно-коричневого цвета (в соединениях из алюминиевых и магниевых сплавов эти продукты имеют черный цвет). Накапливающиеся продукты износа, действуя как абразив, вызывают повреждение поверхностей контакта, образование на них своего рода каверн. Описанное явление получило название коррозии трения иногда его называют фрикционной коррозией, фреттинг-коррозией, окислением от трения, фреттинг-процессом или определяют одним словом фреттинг. Механизм фреттинга еще нельзя считать окончательно выясненным, спорной считается до сих пор относительная роль механического износа и собственно коррозии в этом явлении. [c.227]

На современном уровне рассмотрен механизм коррозионной усталости. Специальной темой является вопрос о коррозии стальной арматуры, поскольку продолжает иметь место коррозия железобетонных конструкций. Добавлена новая глава по сплавам кобальта эти сплавы ввиду своей необычайно высокой стойкости к эрозии и фреттинг-коррозии получили большое практическое применение как материал для хирургической имплантации. Обновлены задачи и ответы. [c.14]

Лабораторные исследования [84] показали, что для возникновения фреттинг-коррозии при трении стали о сталь требуется кислород, а не влага. Разрушение во влажном воздухе меньше, чем в сухом ещ,е меньшие разрушения наблюдаются в атмосфере азота. С понижением температуры коррозия усиливалась. Таким образом, становится очевидным, что механизм фреттинг-коррозии не электрохимический. Разрушение увеличивается с возрастанием нагрузки вследствие интенсивного питтингообразования на контактирующих поверхностях, так как продукты коррозии, например а-РеаОз, занимают больший объем (в случае железа — в 2,2 раза), чем металл, из которого образуется данный оксид. Так как при колебательном скольжении оксиды не могут удаляться с поверхности, их накопление ведет к локальному увеличению напряжения, а это ускоряет разрушение металла в тех местах, где скапливаются оксиды. С увеличением скольжения фреттинг-коррозия также возрастает, особенно при отсутствии смазки на. трущихся поверхностях. Увеличение частоты при одном и том же числе циклов снижает разрушение, но в атмосфере азота этого эффекта не наблюдается. На рис. 7.19 представлены графики зависимости фреттинг-коррозии от разных факторов. Заметим, что скорость коррозии в начальный период испытаний больше, чем при установившемся режиме. [c.165]

МЕХАНИЗМ ФРЕТТИНГ-КОРРОЗИИ [c.165]

Рассмотрим механизм фреттинг-коррозии. [1од действием сил трения кристаллическая решетка поверхностных слоев при циклических тангенциальных смещениях расшатывается и разрушается. При этом [c.139]

Виды изнашивания. Механизм разрушения поверхностного слоя различный из-за многообразия изменений, возникающих в контактном слое. Различают механическое (усталостное, абразивное), молекулярно-механическое, коррозионно-механическое (окислительное, фреттинг-коррозия и т. д.) изнашивание. По характеру промежуточной среды различают изнашивание при трении без смазочного материала, изнашивание при граничном трении, изнашивание при наличии абразива. По характеру деформирования поверхностного слоя изнашивание может происходить при упругом и пластическом контакте, при микрорезании. [c.266]

В некоторых механизмах, а также могут быть следствием вибраций. В последнем случае происходит износ, как правило, фреттинг-коррозия, кинематически неподвижных соединений. [c.302]

Область Б характеризуется типичным для фреттинг-коррозии процессом изнашивания с отделением дисперсных частиц, причем разрушение обусловливается усталостным и абразивным механизмами. [c.107]

Систематические исследования формирования сферических частиц применительно к алюминиевым сплавам позволили дать не только объяснение механизма их последовательного образования в процессе роста трещины на основе представлений о ротационных эффектах пластической деформации, но и выявить новые закономерности формирования химического состава продуктов фреттинга [88-91]. [c.153]

Это имеет принципиальное значение для построения общей теории механохимических явлений, а также для выяснения механизма такого опасного вида коррозионного разрушения металлов, как фреттинг-коррозия, который до настоящего времени еще не получил удовлетворительной интерпретации, и механизма контактной усталости металлов в присутствии активных сред. [c.44]

Автокаталитический механизм химико-механического разрушения металла в локальных областях пересечения поверхности металла плоскостями скольжения приводит к высокой интенсивности процессов фреттинг-коррозии и коррозии под напряжением вследствие нелинейной концентрации механохимической активности. [c.148]

Для изучения механизма увеличения сопротивления фреттинг-усталости фрикционным латунированием были проведены металлографические исследования характера повреждений образцов в процессе испытаний. Особое внимание было уделено развитию пластической деформации, видоизменяющей фреттинг-процесс. [c.150]

Изнашивание при фреттинг-коррозии - вид изнашивания соприкасающихся тел при малых колебательных относительных перемещениях. Механизм этого вида изнашивания следующий [c.24]

Фреттинг-коррозия развивается на поверхностях сопряжении с натягом, контактных поверхностях шарнирных механизмов. При этом ослабляется натяг поверхностей или их заклинивание, если продукты изнашивания не выходят из зоны контакта. [c.25]

Примерами деталей первой группы являются подшипники скольжения, детали цилиндропоршневой группы гидравлических, пневматических механизмов и двигателей внутреннего сгорания, а также зубчатые передачи. Характерные виды изнашивания деталей первой группы - абразивное (твердыми частицами, попадающими в зону контакта), адгезионное, окислительное, усталостное, фреттинг. [c.521]

Таким образом, эффективность и надежность конструкции и последующей работы многих механических систем в значительной степени связаны с фреттингом. Например, фреттинг представляет опасность для военных и гражданских наземных транспортных средств, систем вооружения, кораблей и подводных лодок, вертолетов, авиационных двигателей, турбин и компрессоров, корпусов самолетов,. элементов ракет, ядерных силовых установок, точных инструментов, отдельных органов и систем управления, передаточных механизмов, различных соединений и многих других разнообразных машин и их деталей. [c.477]

Б соответствии с гипотезой о зарождении микротрещин при контакте шероховатостей предполагается, что причиной зарождения трещин является зацепление шероховатостей контактирующих поверхностей друг за друга при их циклическом относительном движении. Если при начальном контакте шероховатости не обламываются, то вследствие их зацепления у основания каждого из выступов возникают циклические, или усталостные, напряжения. Показано [10], что в таких условиях у основания выступов возникают большие локальные напряжения, которые могут явиться причиной появления в этих местах зародышей усталостных микротрещин. Как схематично показано на рис. 14.2, этот механизм приводит к появлению массы микротрещин, продольные оси которых перпендикулярны направлению движения фреттинга. [c.479]

НО ожидать, что описанный механизм приведет к возникновению микротрещин, продольные оси которых будут перпендикулярны направлению движения, приводящего к фреттингу. Эти трещины будут расположены в областях, примыкающих к зоне контакта. [c.481]

Факты свидетельствуют о том, что в различных обстоятельствах проявляются все эти четыре механизма, и каждый из них может явиться основной причиной разрушения вследствие фреттинга. Например, приведенные на рис. 14.4 данные показывают, что направление движения фреттинга существенно влияет на усталостную прочность при последующих испытаниях. Если направление действия напряжения в опытах на усталость при одноосном напряженном состоянии совпадает с направлением движения фреттинга, то снижение усталостной прочности гораздо больше, чем у образ- [c.482]

Эти данные говорят о том, что доминирующим является, по-видимому, механизм зарождения микротрещин вследствие контакта шероховатостей, хотя, вероятно, действует также и абразивный механизм [151. В обоих случаях может играть некоторую роль и явление расслоения поверхности. Поскольку усталостные разрушения при этих испытаниях начинались в зоне фреттинга, а не в областях, примыкающих к зоне контакта, в этом конкретно.м случае механизм зарождения микротрещин вследствие трения затенялся, вероятно, другими механизмами фреттинга. [c.483]

Фреттинг-износ представляет собой изменение размеров вследствие износа, причиной которого служит фреттинг на поверхности контакта двух поверхностей. Представляется, что основными механизмами разрушения вследствие фреттинг-износа являются [c.487]

Механизм фреттинг коррозии [c.224]

Рассмотрим один из случаев повреждения фланца корпуса агрегата, наглядно иллюстрирующий механизм фреттинг-коррозии. При ремонте авиационного двигателя было обнаружено значительное развитие процесса фреттинг-коррозии на фланце агрегата двигателя на торце фланца было заметно вспучивание материала (рис. 13.7). [c.224]

Рис. 13.8. Механизм изнашивания металлических поверхностен при фреттинг-коррозии

Механизм изнашивания при фреттинг-коррозии в упрощенном виде представлен на рис. 13.8. Первоначальное контактирование деталей происходит в отдельных точках поверхности /. При вибрации окисные пленки в зоне фактического контакта разрушаются, образуются небольшие каверны, заполненные окисными пленками (//), которые постепенно увеличиваются в размерах и сливаются в одну большую каверну III). В ней повышается давление окисленных частиц металла, образуются трещины. Некоторые трещины сливаются, и происходит откалывание отдельных объемов металла. Частицы окислов производят абразивное воздействие. [c.226]

Связь скорости изнашивания с сопротивлением усталости деталей бывает довольно сложной. Прочность детали при работе в узле трения может остаться неизменной, но может и снизиться со временем из-за изменений условий и характера взаимодействия между деталями. Более интенсивное изнашивание при фреттинг-коррозии на части поверхности контакта деталей может вызвать эксцентричность в приложении осевой нагрузки. Неравномерная осадка многоопорного вала вследствие различного износа вкладышей и шеек по отдельным подшипникам вызывает дополнительные напряжения в вале и перегружает отдельные опоры. Увеличение зазоров в сочленениях механизмов с возвратно-поступательным или качательным движением повышает коэффициент динамичности нагрузки. Известны случаи поломки рельсов из-за образования на поверхности качения колес лысок при скольжении колес по рельсам во время резкого торможения состава либо в период трогания поезда с места с заторможенными колесами вагонов. При входе и выходе лыски из контакта с рельсом возникают весьма значительные контактные напряжения, суммирующиеся с напряжениями изгиба. [c.256]

Единой теории, объясняющей механизм этого вида изнашивания, нет. Согласно одной теории, определяющим служит механическое взаимодействие контактирующих поверхностей. Предполагают, что оно вызывает разрушение оксидных пленок, частицы которых не удаляются за пределы контакта и действуют как абразив. По другой теории ведущим считают адгезионное взаимодействие в сочетании с коррозией. Вследствие адгезии частицы металла сначала отделяются от поверхности, затем окисляются кислородом среды и превращаются в абразив. Сторонники этой теории называют такой процесс фреттинг-коррозией. [c.334]

Наиболее типичными формами повреждений подшипников скольжения в карбюраторных и дизельных двигателях являются высокотемпературная химическая коррозия вкладышей при работе двигателя, фреттинг-коррозия при его транспортировании в условиях вибраций, электрохимическая коррозия при хранении [2,3,7j. Долговечность распределительного механизма двигателей легковых и грузовых автомобилей лимитируется усталостным разрушением /питтинг/ поверхностей трения толкателей и распределительного вала f8j. Питтинговые разрушения наблюдаются на поверхностях шестерен трансмиссий, на контактных поверхностях тел трения подшипников качения и в других узлах трения, работающих в жестких режимах с высокой нагрузкой. [c.5]

Параметры механизма фреттинга, влияющие на усталость. Ия- 1 тенсивность процесса фреттинга определяют амплитуда относи- тельного перемещения а сопряженных поверхностей давление р и его распределение в зоне контакта частота относительных колебаний сопряженных деталей напряженность сопряженных де- v талей материалы пар окружающая среда температура в зоне контакта длительность воздействия нагрузок. I [c.144]

Основные направления в исследованиях фреттинга. Исследования механизма фреттинга ведут в следующих направлениях [c.145]

Разрушение вследствие фреттинг-коррозии характеризуется обесцвечиванием металлической поверхности, а в случае колебательного движения — и образованием язв в этих язвах зарождаются усталостные трещины. Быстрое превращение металла в оксид само по себе обусловливает неисправность в работе механизмов, так как нарушается точность размеров, а продукты коррозии могут вызывать забивку или заедание. Продукты коррозии вытесняются из-под трущихся поверхностей, в случае стали они состоят в основном из a-FejOs небольшим количеством порошка железа [84]. При длительных испытаниях никеля продукты коррозии представляют собой NiO и малые количества Ni для меди — это ujO и немного GuO и Си [851. [c.164]

Фреттинг-коррозия часто является причиной разрушения рессор, головок болтов и заклепок, деталей самоустанавливающихся механизмов подшипников на камнях, винтов регулируемого шага, деталей на горячей посадке, контактов электрических реле, соединительных тяг и многих других механизмов, подвергающихся вибрации. Фреттинг-коррозия может вызвать обесцвечивание сложенных штабелями листов металла при транспортировке. Впервые фреттинг-коррозия была отмечена при перевозке автомобилей по железной дороге из Детройта на Западное побережье. Вследствие вибрации шарикоподшипники крлес подвергались фреттинг-коррозии с образованием питтингов, что привело к порче автомобилей. Подобное разрушение чаще наблюдалось в зимнее время, [c.164]

Факторы, влияющие на развитие фреттинг-коррозии, возможные механизмы разрушения, вопросы защиты и методики количественной оценки рассмотрены в работах Н. Л. Голего с сотрудниками [177-179 и др.1. [c.105]

Механизм фреттинг-коррозии нельзя описать однозначно, поскольку он включает в себя ряд явлений. Основные различия между фреттингом и други.ми процессами изнашива[шя, обусловленными скольжением, связаны с возвратно-поступательным движением. Разрушение имеет тенденцию к локализации и частички, которые образуются при этом, с трудо.ч могут выходить из зоны трения. Вибрационный характер перемещения обусловливает заметное участие процесса усталости в общем процессе изнашивания, а реверсивный срез отдельных зон материала неизбежно способствует образованию на поверхности тонких трещин, которые могут инициировать усталостное разрушение при низких напряжениях. [c.90]

В работах [127, 135] отмечается, что размер частиц износа зависит от условий трения. Особенно это относится к наиболее распространенным частицам в форме пластинок. Согласно [126], такая форма частиц свойственна целому ряду механизмов изнашивания усталостному, адгезионному и фреттингу. Кроме условий трения, существенное влияние на размер частиц износа оказывает кристаллическая решетка металла [26]. Размер частиц ГЦК металлов больше, чем ОЦК. Исследования с помощью бихроматиче-ского микроскопа показали, что при одинаковых условиях Трения частицы износа у бронзы больше, чем у стали (5 и 1—2 мк соответственно) [135]. В результате исследования в сканирующем электронном микроскопе было установлено, что большинство частиц имеют форму пластин, но попадаются сферические и тупоугольные частицы. Близкие результаты по размеру частиц износа получены в [126]. У гексагональных металлов размер частиц износа тем больше, чем больше степень гексагональности [26]. [c.84]

Рассмотренные выше механизмы образования частиц износа характеризуются одной общей чертой для отделения фрагментов с поверхности трения необходимо многократное воздействие. При образовании тонких пластинкообразных частиц износа многократное воздействие неровности более жесткого тела требуется как для зарождения трещин, так и для их распространения с последующим отделением частиц износа. Авторы [12б, 148] не относят предлагаемый ими механизм образования частиц к категории усталости, отмечая только, что он удовлетворительно описывает процесс поверхностного разрушения при усталости, фреттинге и адгезионном изйЬсе. Однако наличие многократного циклического [c.102]

На кафедре "Путевые и строительные машины" РИИЖТа, был предложен способ восстановления посадочных гнезд, разрушенных фреттинг-коррозией,и закрепление наружных колец подшипников качения в различных узлах малин и механизмов при помощи эпоксидной композиции, состоящей из 100 весовых частей snoK-сидной смолы (ЭД - 5), 10-14 весов Д частей полиэтиленпо-лиамина (ПША) и 10 весовых частей дибутилфталата [c.170]

При пластической деформации выступов фактическая площадь контакта почти не зависит от микрогеометрии поверхности, определяется пластическими свойствами материала и нагрузкой. Упрочнение материала влияет на формирование фактической площади контакта, которая при этом зависит от нагрузки в степени. В случае упругой деформации шероховатостей на фактическую площадь контакта существенно влияют геометрические характеристики шероховатости и упругие свойства материала. Площадь в этом случае пропорциональна нагрузке в степени 0,7-0,9. В узлах трения механизмов и машин, приборов, оборудования часто встречающимися видами износа являются адгезионный, абразивный, коррозионно-механический, усталостный. При воздействии потока жидкости, газа возникает эрозионное изнашивание. Наиболее интенсивно изнашивание протекает в процессе заедания. Поверхности трения при малых колебательных пере-меще1шях подвержены фреттинг-коррозии. В условиях кавитационных явлений возникает кавитационное изнашивание. Механизм физико-химических связей при адгезионном взаимодействии и интенсивность поверхностного разрушения непосредственно зависят от величины площади фактического контакта [4, 8—12]. Значительный рост интенсивности изнашивания наблюдается при достижении контактными нормальными напряжениями величины предела текучести материала. Энергия адгезии увеличивается при физически чистом контакте материалов и совпадающих по структуре материалов. Гладкость поверхностей способствует увеличению адге- [c.158]

В то же время в результате развития машиностроения, повышения удельной мощности двигателей и механизмов, усложнения и повышения общей стоимости металлических изделий все большее значение приобретает коррозия в неэлектролитах (нефтепродуктах), локальные коррозионные процессы — контактная, щелевая и питтинговая коррозия — и особенно корро-зионно-механический износ (коррозионое растрескивание, усталость, коррозия при трении и фреттинг-коррозия [61—64]. Эти разрушения и износ за счет ухудшения функциональных свойств металлических поверхностей непосредственно связаны с коррозионными проблемами в химмотологии, с ресурсом, надежностью и долговечностью двигателей, машин и механизмов. Наряду с рабоче-консервационными топливами, маслами, смазками и специальными жидкостями для уменьшения данных ви- [c.34]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...