Градиент механических свойств

Существует принципиальная разница в переносе материала при ИП и фрикционной обработке. При ИП в случае твердого раствора происходит сепарация атомов. Атомы легирующих элементов, растворяясь, уходят в смазку атомы меди, соединяясь в группы, переходят на сталь. Этот процесс происходит медленно, не за один-два прохода. При фрикционной обработке состав перенесенного материала не отличается от исходного. Здесь материал переносится крупинками, которые прочно схватываются со сталью и имеют между собой определенную связь. Глицерин, предохраняя поверхности от окисления, обеспечивает хорошее сцепление медного сплава со сталью. Благодаря схватыванию создается положительный градиент механических свойств медного сплава по глубине. Поверхностные слои сплава приобретают по сравнению с глубинными пониженные механические свойства. [c.144]

Образующееся медное покрытие защищает трущиеся поверхности от изнашивания, уменьшает коэффициент трения. В процессе работы узла трения в режиме ИП медная пленка поддерживается автоматически. Она разделяет трущиеся поверхности и обеспечивает положительный градиент механических свойств Бо глубине. [c.179]

Схватывание при избирательном переносе обращено в полезный обратимый процесс. В этом случае оно происходит при отсутствии окисных пленок и положительном градиенте механических свойств по глубине (поверхность не наклепана) и по- [c.206]

Рассматриваются ные изотропные тела однород- 2. Тело не однородно, имеется градиент механических свойств. В простейшем случае оно двухслойное, иначе вообще не осуществимо внешнее трение 87 [c.87]

Здесь на первое место выступает универсальное правило положительного градиента механических свойств , при осуществлении которого реализуется внешнее трение между двумя телами и при отсутствии которого имеет место внутреннее трение. [c.89]

Следующей важной характеристикой температурного режима трения является нормальный поверхностный температурный градиент д дг (2 — координата в направлении нормали к поверхности трения). Температурный градиент влияет на градиент механических свойств и вследствие этого на коэффициент трения и износ [14, 15, 35]. [c.121]

Как видно, с ростом температурного градиента коэффициент трения может увеличиваться. Объясняется это тем, что с ростом температурного градиента увеличивается нормальный градиент механических свойств, следовательно, сопротивление деформации. В общем случае с ростом температуры возможно снижение, рост или переход коэффициента трения через максимум или минимум в зависимости от коэффициентов С, А, т, п. [c.121]

Влияние окружающей среды неоднозначно, например воздействие солнечного излучения на полиамид 6 может привести вначале к повышению твердости и износостойкости, а при больших дозах — к деструкции материала и усилению интенсивности изнашивания. Действие среды благоприятно, если оно локализовано в тончайших поверхностных слоях тел и обеспечивает положительный градиент механических свойств [19]. [c.67]

С повышением температурного градиента коэффициент трения может увеличиваться, так как растет нормальный градиент механических свойств, а следовательно, сопротивление деформации. В общем случае с повышением температуры возможно уменьшение, увеличение или переход коэффициента трения через максимум или минимум. [c.190]

При сближении и скольжении поверхностей возникают механическое и молекулярное взаимодействия, которые вызывают механические, химические и структурные изменения свойств поверхностей трения, а затем разрушения различных видов. И, В. Крагельским сформулированы два основных условия повышения износостойкости необходим положительный градиент механических свойств по глубине, при котором прочность молекулярной связи между поверхностями должна быть меньше нижележащего материала повер>хностные слои должны выдерживать многократную пластическую деформацию без разрушения. [c.277]

Адсорбционную пленку будем представлять себе двумерной упругой жидкостью, т. е. телом, занимающим некоторую поверхность в пространстве упругое натяжение пленки у/ в каж дой точке одинаково yf = hof, где /г —толщина адсорбционного слоя, а/ —среднее напряжение в слое на площадке, нормальной к поверхности). Такое представление отражает основные особенности реального адсорбционного слоя, для которого характерны большие градиенты механических свойств по [c.394]

Как отмечено выше, более 40 лет назад И. В. Крагельским предложена концепция третьего тела на фрикционном контакте [82]. Эта концепция основана на представлении о том, что при трении между контактирующими телами формируется пленка с новыми свойствами, которые и определяют фрикционные характеристики пары трения. Впоследствии были четко сформулированы требования к сдвиговым характеристикам третьего тела , которое в оптимальном случае должно иметь положительный градиент механических свойств, т. е. возрастающее сопротивление сдвигу от поверхности раздела в глубь объема. [c.33]

В целом авторы полагают, что в характере воздействия среды на металлическую поверхность важен тот факт, что параметр р весьма чувствителен к природе смазки. С другой стороны, физический параметр Р, отражающий структурное состояние тонких поверхностных слоев, характеризует градиент механических свойств по глубине испытанного на трение металла и, следовательно, позволяет оценить влияние среды на процесс формирования вторичной структуры, определяющей механизм контактного взаимодействия. [c.123]

Глубинное вырывание возникает при нарушении порога внешнего трения за счет возникновения отрицательного градиента механических свойств по глубине поверхности трения или за счет слишком большого относительного внедрения. Оно носит характер выдирания или выкалывания материала не по месту спайки, а внутри одного из тел. Однако микрорезание и глубинное вырывание материала представляют собой крайние случаи износа при трении. [c.447]

Схватывание при избирательном переносе переходит в полезный обратимый процесс. Оно происходит при отсутствии окисных пленок и при положительном градиенте механических свойств по глубине, что увеличивает силы трения и сокращает износ. [c.205]

Нарушение фрикционных связей видов 4 и 5 (см. рис. 1.2) зависит от соотношения прочности пленки и прочности основного металла, а также от напряженного состояния поверхностного слоя металла. Вид 4 фрикционных связей имеет место, если прочность пленки меньше прочности основного металла. Когда же прочность пленки на поверхности металла оказывается больше прочности основного металла, то имеет место вид 5. Таким образом, переход от схватывания пленок к схватыванию с основным металлом, сопровождающемуся глубинным вырыванием металла, обусловливается соотношением прочности поверхностных пленок и прочности основного металла, т. е. зависит от градиента механических свойств по глубине слоя. [c.9]

И. В. Крагельский, исходя из представлений о нарушении фрикционных связей при трении, положительном градиенте механических свойств и выведенных им условий сближения шероховатых поверхностей, рассчитал силы трения при упругом и пластическом контакте [19]. При упругом деформировании [c.141]

При скольжении, вследствие дискретности контакта, отдельные пятна образуются во времени. На этих пятнах возникает высокая температура и соответственно возникает некоторый градиент механических свойств. [c.7]

Положительный градиент может быть обеспечен или за счет применения более мягких покрытий (жидкие, твердые смазки), или за счет температурного градиента в зоне трения, приводящего к градиенту механических свойств. Молекулярное схватывание двух твердых тел неминуемо, поэтому локализация разрушения в тонком поверхностном слое будет иметь место лишь при положительном градиенте механических свойств. [c.12]

Градиент механических свойств по глубине [c.13]

Применительно к изменениям, протекающим в поверхностных слоях металлов при трении, существенным является наличие градиента температуры, возникающего при трении, который приводит к градиенту механических свойств и диффузионным процессам. [c.19]

Осуществление четвертого и пятого случаев зависят от Соотношения между прочностями пленки и основного материала, а также напряженного состояния. Если прочность пленки меньше прочности основного материала, то будет иметь место четвертый случай если прочность пленки или поверхностных слоев, лишенных пленки, больше, то будет иметь место пятый случай. Переход от четвертого к пятому случаю зависит от градиента механических свойств. [c.29]

Как указано выше, необходимый градиент механических свойств по глубине зависит от температурного поля в зоне контакта, который или непосредственно размягчая тонкий поверхностный слой, приводит к исключению глубинного вырывания (полирование за счет оплавления поверхностного слоя), или приводит к химическим изменениям, протекающим на поверхности (образование пленок окислов), или, наоборот, разрушает имеющиеся пленки смазки. [c.108]

Первое относится к молекулярному взаимодействию это правило положительного градиента механических свойств. Согласно этому правилу, поверхность трущегося тела должна обязательно обладать меньшей прочностью, чем нижележащие слои. Это необходимо для предотвращения глубинного вырывания (5-й вид нарушения фрикционной связи). Указанное положение отчетливо осознано применительно к трению смазанных поверхностей (конструкторы и инженеры принимают все меры, чтобы обеспечить наличие смазки между поверхностями). Применительно к трению несмазанных поверхностей (сухому трению) соблюдение этого правила также совершенно необходимо. Трение двух твердых тел без промежуточной прослойки — пленки, обеспечивающей положительный градиент, невозможно. Ее необходимо обеспечить за счет искусственных покрытий, за счет возможности окисления поверхности и др. [c.143]

Градиент механических свойств можно получить путем искусственного введения между поверхностями трения промежуточного слоя или путем выбора такого материала, который под действием больших скоростей и градиента температур в результате различных физико-химических процессов на поверхностях трения самопроизвольно создавал бы этот промежуточный слой. [c.335]

Присутствие в поверхностном слое микроскопически малых твердых частиц способствует повышению сопротивления на сдвиг. Если материалы в процессе трения образуют на поверхности твердые слои, создающие отрицательный градиент механических свойств по глубине, то они не обеспечивают достаточную износостойкость пары и работают неудовлетворительно. [c.342]

Одним из принципов выбора износостойких материалов является также правило положительного градиента механических свойств материала по глубине, предложенное проф. И. В. Кра-гельским (см. гл. 5, п. 1). [c.265]

В основу разработки материала Ретинакс положен принцип создания работоспособного трущегося слоя с высокими фрикционными свойствами непосредственно в процессе торможения под совместным воздействием высоких температур и давлений на поверхности трения. В поверхностном слое создается пленка с положительным градиентом механических свойств, т. е. тонкие слои контактирующих поверхностей, образующие при трении как бы единое третье тело (по терминологии проф. Крагельского И. В.), обладают меньшей прочностью на сдвиг, чем слои, более отстоя-щне от зоны контакта. Наличие положительного градиента механических свойств обеспечивает способность третьего тела к многократному передеформированию без разрушения материала и, [c.534]

ЧНМХ в различных средах в зависимости от температуры [170]. При трении в воздушной среде с возрастанием температуры коэффициент трения падает, а затем при нагреве до 400—500° С начинает постепенно повышаться. При трении в нейтральной среде (гелий) зависимость коэффициента трения от температуры имеет совсем другой характер. Вначале коэффициент трения несколько возрастает, а при нагреве среды до 100—150° С резко уменьшается. С увеличением скорости движения температура во время испытаний не превышала 300° С, хотя при испытаниях на воздухе при той же скорости она возрастала свыше 1000° С. Такой характер изменения коэффициента трения в нейтральной среде объясняется тем, что в этом случае не происходит химических реакций — выгорания горючих составляюш,их материала (смолы). При этом не создается промежуточный слой с положительным градиентом механических свойств и не наблюдается повышения коэффициента трения при высоких температурах, обусловленного изменением состава пластмассы. Вследствие отсутствия окисной пленки на поверхности трения не происходит и дальнейшего снижения коэффициента трения. Износ обоих элементов пары в этом случае 538 [c.538]

Реологические свойства граничных слоев масел, пластичных смазок и антифрикционных покрытий. В настоящее вре мя установлено неньютоновское поведение граничных слоев жидких Б объеме смазочных масел [15—17 25]. Поэтому следует рассматривать свойства системы жидкость — твердое тело, а не самой жидкости. В полимолекулярных граничных слоях за счет физико-химического взаимодействия с повер.хностью твердого тела (подложкой) возникает квазикристаллнческая структура [17 19 40], степень упорядоченности которой зази-сит от температуры, структуры молекул и расстояния от твердой поверхности. Такой характер строения тонких смазочных слоев позволяет предполагать градиент механических свойств по толщине слоя. Действительно, сопротивление нормальному и тапгищиальному напряжениям в полимолекулярном граничном слое увеличивается с утонением последнего и зависит от состава смазочной жидкости (рис. 9) [16]. [c.102]

Этот критерий в то время давал некоторые основания для создания материалов, которые обеспечивали бы благодаря положительному градиенту механических свойств по глубине чисто внешнее трение без переноса материала с одной поверхности трения на другую. Однако открытие ИП при трении опровергло это положение оно оказалось в принципе неверным. При ИП поверхностный слой металла настолько разупрочняется, что превращается в квазижидкое тело при этом происходит перенос материала на твердую стальную поверхность (сжиженная медь переносится на сталь несмотря на положительный градиент механических свойств). Перенос при трении может быть отдельными атомами, их группами, мицеллами и небольшими кусками медной пленки (рис. 12.1). Существенным является упрочняющее действие твердой стальной поверхности на медную пленку в результате возникновения адгезионных сил. В зоне непосредственного контакта квазижидкая медная пленка как бы упрочняется, и при тангенциальном смещении разрыв получается в глубине медной пленки. Внешнее трение переходит во внутреннее. В дальнейшем будет показано, что этот вид трения выгоднее с точки зрения износостойкости деталей и энергетических потерь (см. гл. 18). [c.206]

В общем случае усталостного изнашивания необходиьюсть достижения высокой твердости поверхностей проблематична. Увеличение твердости, как правило, сопровождается исчерпанием запаса пластичности и способности дальнейшего накопления деформации [84]. Не случайно практически одновременно с теорией усталостного изнашивания в триботехнику было введено правило положительного градиента механических свойств [83]. Суть правила сводится к необходимости снижения прочностных характеристик материалов по мере приближе- [c.8]

Первоначальная трактовка природы избирательного переноса основывалась на атомарном механизме переноса вещества [43]. При этом предполагалось, что поверхностный слой медного сплава при трении по стали избирательно растворяется вследствие ухода части ионов легирующих элементов в раствор. В дальнейшем ионы меди, осаждаясь на поверхности стали, формируют самовосстанавливающуюся пленку чистой меди, обеспечивающую значительный положительный градиент механических свойств и вследствие этого — безызносность пары и значение коэффтщента трения порядка 10 —10 [43]. [c.61]

Примером фрикционного материала, получившего широкое распространение для тормозных устройств, может служить ре-тинакс. Состав и технология изготовления его разработаны коллективом научных работников под руководством проф. И. В. Крагельского. Ретинакс — это теплостойкий фрикционный неметаллический материал. Его изготовляют из феноло-формальдегидной смолы, модифицированной канифолью наполнителями служат асбест и барит в массу заделывают рубленую тонкую латунную проволоку. Смола, разлагаясь при трении, создает условия для протекания физико-химических процессов с образованием выгодной по химическому составу структуры, обеспечивающей нужный градиент механических свойств. [c.73]

Положительный градиент механических свойств по глубине может быть обеспечен 1) адсорбционным действием полярно-актпвных веществ 2) применением химически активных присадок к маслам, реагирующих с поверхностями металлов [c.23]

Широкое распространение получила усталостная теория износа И. В. Крагельского, по которой поверхность трения разрушается от многократно повторяюш,егося процесса передефор-мирования поверхностных слоев [42, 44]. Эта теория предполагает наличие на поверхности трущихся тел пленки, которая разделяет их и обеспечивает положительный градиент механических свойств по глубине тела, [c.4]

Во-первых, в геометрии взаимодействия трущихся поверхностей. При внешнем трении соприкосновение двух твердых тел происходит в отдельных точках, контакт всегда дискретен и площадь, на которой возникает внешнее трение, зависит от приложенной нагрузки, входящей в явном или неявном виде в расчетные уравнения. При внутреннем трении поверхность касания непрерывна и не зависит от нагрузки. Во-вторых, внутреннее трение характеризуется ламинарным перемещением материала в направлении вектора относительной скорости. При внешнем трении материал перемещается в направлении, перпендикулярном к вектору относительной скорости. В третьих, при внешнем трении возникновение и разрушение связей должно локализироваться в тонком поверхностном слое, при внутреннем трении деформативная зона охватывает весь объем. Таким образом, необходимым условием для внешнего трения является наличие положительного градиента механических свойств каждого из трущихся тел по глубине. Для внутреннего трения, наоборот, необходимо наличие отрицательного градиента механических свойств. [c.12]

Две прижатые друг к другу поверхности скользят. Рассмотрим вначале, как может протекать износ при отсутствии смазки. Мы знаем, что контакт дискретен — взаимодействуют отдельные точки, расположенные в зонах контурных площадей. В зависимости от глубины внедрения и состояния поверхностей могут иметь место все описанные выше пять видов нарушения фрикционных связей. Однако, если имеет место скольжение без задиров и без непосредственного резания поверхностей, то из рассмотрения должны быть исключены 5 и 1-й случаи нарушения фрикционных связей. Для нормального скольжения необходимо обеспечить положительный градиент механических свойств по глубине. Это возможно только за счет образования на поверхностях пленок, которые предохраняют основной материал от прямого соприкосновения. Пленка, разделяющая поверхности, является совершенно обязательным условием скольжения если ее нет, неминуемо глубинное вырывание. В условиях сухого трения пленка окисла, которая возникает на поверхности, увеличивается в толщине до определенной величины, отшелушивается, растет снова и т. д. . Эта пленка вступает в молекулярное взаимодействие с пленкой другой поверхности. Пленки защищают основной материал от глубинного вырывания, однако не защищают основной материал от деформации, которую он испытывает при сколь- [c.132]

По нашему мнению, разделение трения на сухое и граничное в большой мере условно, так как внешнее трение возможно только при наличии положительного градиента механических свойств по глубине, поэтому поверхностный слой должен быть отличен от нижележащих. Всякое внешнее трение является граничным, так как при нем деформации сосредоточены в тонком поверхностном слое. В противном случае, например при чистых металлических поверхностях, всегда возникает внутриметал-лическое трение (глубинное вырывание—5-й вид нарушения фрикционной связи). Для предотвращения этого необходимо, чтобы поверхности были разделены пленкой (оксидной, сульфидной и др.), которая должна предохранять нижележащие слои от разрушения. Однако силы молекулярного взаимодействия между этими пленками, тоже являющимися твердыми телами, все же достаточно велики, что приводит к высоким значениям коэффициента трения и соответственно к избыточному выделению тепла. Для понижения трения применяют жидкую смазку. При малой толщине слоя, смазка теряет свои объемные свойства, в частности теряет подвижность вследствие влияния молекулярного поля твердого тела. Жидкость, вступая в физическое и химическое взаимодействие с металлом, сильно деформированным при трении, резко меняет его свойства. Комплекс процессов, происходящих в тонких поверхностных слоях измененного материала и разделяющем их тонком слое жидкости, обусловливает явление граничного трения. [c.237]

Вследствие большой пластичности основы латунный поверхностный слой хорошо противостоит передеформированию, обеспечивает равномерное распределение давления, что в сочетании с хорошей теплопроводностью значительно снижает поверхностные температуры. Сравнительно малая твердость поверхностного латунного слоя обеспечивает положительный градиент механических свойств по глубине чугунного барабана. Вследствие того что медь не реагирует с углеродом, устраняется возможность глубинных вырывов и на поверхности трения пластмассовых колодок. Последнему способствует также присадка барита. [c.340]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...