Механизм фреттинг-коррозии

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]

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]

Механизм фреттинг-коррозии [c.298]

В соответствии с этим механизмом фреттинг-коррозия в конечном счете связывается с явлением механического износа. Однако некоторые экспериментальные факты [И, 15, 16, 20, 21, 23—29] находятся в противоречии с таким механизмом. Действительно, механическим износом и окислением нельзя объяснить, например, различное влияние на развитие фреттинг-коррозии природы контактируемых материалов, поскольку это влияние не связано ни с одним из таких механических свойств материалов, как прочность, твердость, коэффициент трения, ни со склонностью к окислению, к коррозии во влажной среде и т. п. Механизмом износа невозможно также объяснить влияние на фреттинг-коррозию внешнего (наложенного) электротока. [c.153]

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]

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]

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]

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]

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]

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]

Первые описания фреттинг-коррозии встречаются в литературе в 19П г. [5]. В 1927 г. Томлинсон посвятил этому явлению специальное исследование [6] и в 1939 г. ввел термин фреттинг-коррозия [7], которым до настоящего времени принято обозначать явление поверхностного разрушения деталей в местах их сопряжения при действии динамических нагрузок. Наряду с этим существует ряд других терминов окисление от трения, коррозия трения, окисление от износа, натирание и др. [1], но точное толкование наблюдаемого явления остается спорным, поскольку механизм контактной коррозии до сего времени окончательно не выяснен. Против самого термина коррозия возражают многие исследователи [8, 9, 10]. В дальнейшем мы будем пользоваться термином фреттинг-коррозия , поскольку этот термин получил наибольшее распространение в литературе. [c.147]

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]

Ранее механизм фреттинг-коррозии связывался [1, 10] с износом поверхности контактируемых деталей в результате механического воздействия друг на друга микронеровностей контактируемых поверхностей или вследствие явлений слипания и отрыва. В результате образования в полости трения абразивного материала в виде отделившихся и в большой степени наклепанных частиц металла возникает вторичный износ. Эти частицы в силу незначительного относительного смещения гглотно прижатых друг к другу поверхностей не имеют достаточной возможности для выхода из полости трения, в то же время занимаемый ими объем должен быть больше полости образующейся каверны. Поэтому оторванные частицы могут оказывать значительное давление на поверхность полости и содействовать развитию разрушения вглубь. Образующиеся частицы в силу их большой удельной поверхности (размер наблюдаемых частиц в поперечнике в среднем равен 100 А) способны при наличии окисляющей среды быстро окисляться, а абразив из окислов может быть значительно тверже основного материала. Окисление способно усугублять повреждение поверхности еще и вследствие того, что при последовательном сдирании окисной пленки в процессе трения все время вскрывается неокисленная поверхность металла [22]. [c.153]

Таким образом, если принять справедливыми изложенные соображения, механизм фреттинг-коррозии заключается в следующем. В характерных для фреттинг-коррозии условиях, т. е. при наличии незначительных относительных перемещений соприкасающихся поверхностей и оиределенного удельного давления между ними, Происходит схватывание поверхностей в микролокальных участках с последующим разрывом слипшихся участков вследствие периодического смещения поверхностей. Этот процесс является первоначальным, как бы инициирующим этапом [c.155]

В местах контакта ПС неподвижньпс соединений может происходить фреттинг-коррозия. Механизм фреттинг-коррозии представляет собой совокупность взаимосвязанных процессов [56] контактного схватывания, диспер- [c.96]

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]

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]

К особому виду коррозионно-механического износа, наносящему особый вред машинам и механизмам, относится фреттинг-коррозия. Это вид механического износа находящихся в контакте поверхностей, колеблющихся относительно друг друга с малой амплитудой (от долей 10 м до 13-10 м) [117]. При фреттин-ге относительная скорость движения поверхностей невелика (от мм/год до мм/с), и продукты износа не могут выходить из зоны контакта. Последнее особенно опасно для подшипников, так как абразивные продукты износа приводят к задиру поверхностей трения. Фреттинг-коррозия — это вид коррозионно-механического износа, когда собственно фреттинг-износ сопровождается химическим или электрохимическим коррозионным износом. Фреттинг-коррозия намного сильнее и опаснее просто фреттинга, причем исследования последнего времени показывают превалирующую роль электрохимического фактора 33—117]. [c.116]

Механизм фреттинг-корроаии, так же как любого коррозионно-механического износа, объясняется протеканием химической и (или) электрохимической коррозии с последующим илн одновременным наложением механического фактора отличается он тем, что продукты износа не выводятся из зоны контакта. Таким образом, механический износ разрушает защитные окисные пленки на пов )хности металла, а продукты разрушения, более твердые, чем ювенильный металл, оставаясь в зоне контакта, вызывают абразивный его износ (каверны, вмятины и пр.), что, в свою очередь, интенсифицирует электрохимический процесс в результате разрушения пассивных пленок и поляризации поверхности металла. Способы борьбы с фреттинг-коррозией принципиально не отличаются от способов борьбы с коррозионно-механичеоким износом используют металлические постоянные покрытия (свинцевание, меднение, серебрение, золочение, цинкование и т. д.) неметаллические постоянные покрытия (фосфатирование, анодирование, сульфидиза-ция и т. д.), а также различные масла, пластичные смазки, удаляемые и неудаляемые пленочные покрытия. Так как одним из основных факторов коррозионно-механического износа, в частности фреттинг-коррозии, является электрохимическая коррозия, предпочтение отдается рабоче-консервационным и другим ингибированным защитным смазочным материалам. [c.117]

При колебательном перемещении поверхностей сопрягающихся деталейот-носительно друг друга возникает фрет-тинг-коррозия, сущность которой заключается в циклическом возникновении продуктов коррозии и их механическом разрушении. Этот вид коррозии протекает по химическому механизму и состоит в окислении кислородом свежеобнаженной поверхности с последующим (при взаимном перемещении деталей) сдиранием образовавшейся пленки оксида. Увлажнение, выполняющее роль смазки, снижает фреттинг-коррозию. [c.17]

Материал 011 применяется главным образом в узлах, работающих без смазки, хотя введение смазки оказывает благоприятное действие на работу подшипников из этого материала. Его рекомендуют применять в тех случаях, когда масла, консистентные и другие смазки нежелательны, непрактичны или ненадежны, а также когда температуры слишком высоки или слишком низки для обычных смазок. Особенно рекомендуется этот материал для механизаюе с периодическим возвратно-поступательным или вращательным движением (механизмы, осуществляющие контроль, управление и т. п.). Обычные подшипники со смазкой в этом случае непригодны, так как гидродинамический смазочный слой не успевает образоваться. Подшипники качения в этих условиях также неработоспособны ввиду возникновения на элементах их рабочих поверхностей особого вида износа (так называемой фреттинг-коррозии). [c.208]

Каким образом возникают окисные частицы, когда металлы соприкасаются на воздухе пока неясно, ни один механизм не позволяет объяснить все имеющиеся данные. Согласно ранней теории Томлинсона [1], поверхности разрушаются вследствие молекулярного истирания и это приводит к образованию окисла в окислительной атмосфере. Другие исследователи считали, что фреттинг в основном ускоряет механизм окисления, вследствие чего затрудняется процесс механического удаления окисла из-за образования стабильной защитной окисной пленки. Позднее Улиг [8] модифицировал эту модель, считая, что некоторые частички металла могут образовываться по адгезионному механизму, но при этом не отвергал влияния коррозии, привлекая ее для объяснения влияния частоты колебаний [8]. С помощью такой модели было трудно объяснить уменьшение изнашивания с увеличением температуры и тогда Улиг предложил модель коррозионного воздействия. Согласно этой модели на стальной поверхности происходит физическая адсорбция кислорода, а окисел образуется в результате механической активизации соприкасающихся поверхностей. Авторы более современных теорий [12] обращают внимание на изменеиие сущности механизма фреттинга, особо подчеркивая сильное влияние адгезии на ранних стадиях и значение коррозионной усталости как фактора, способствующего дезинтеграции материала в зонах контакта. Более поздние стадии разрушения от фреттинга также объясняются с позиций микроусталостных процессов, а ие с позиции абразивного износа. [c.299]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...