Связь изнашивания со структурой металлов

Кристаллическое строение металлов определяется их электронной структурой и, следовательно, связано с положением металлов в периодической системе элементов. Процессы трения и изнашивания зависят, таким образом, и от электронного строения металлов. По мнению авторов [95], условием интенсивного схватывания и, следовательно, интенсивного износа при трении является обмен электронами атомов металлов трущейся пары с образованием стабильных в энергетическом отношении электронных конфигураций. При исследовании ряда переходных металлов, обладающих различной степенью заполненности недостроенных -оболочек, показана взаимосвязь фрикционных характеристик и конфигураций -уровня. [c.43]

Таким образом, раскрытие закономерностей любого вида изнашивания при ударе неизбежно связано с необходимостью учета сложных взаимосвязанных процессов, происходящих при ударе упругопластической деформации, высокоскоростного нагрева и охлаждения, фазовых и структурных превращений, упрочнения и разупрочнения, развития усталостных явлений и др. Ударные нагрузки нарастают и снижаются в очень короткий промежуток времени (тысячные доли секунды) и порождают волны напряжений, которые исходят из зоны контакта. При многократных соударениях деталей в процессе эксплуатации современных машин, различных аппаратов и приборов возможно возникновение в одной детали одновременно упругих и пластических волн растяжения и сжатия. По-видимому, сложность явлений, сопровождающих соударение поверхностей, и связанное с этим принятие различных упрощающих предположений, отклонение реальных механических свойств от их абстрактных механических моделей служат причиной несогласованности результатов теоретических и экспериментальных исследований удара. Структура и механические свойства одного и того же металла существенно различаются при динамическом и статическом нагружении [22]. [c.22]

Как отмечено выше, снижение износа и потерь на трение в подвижных сопряжениях связано с образованием специфических поверхностных слоев из компонентов смазочного материала, продуктов трибохимических превращений и частиц изнашивания. Естественным является вопрос о том, не может ли материал для формирования износостойких поверхностных структур быть введен в смазочный материал. Многокомпонентные смазочные материалы, в первую очередь пластичные, с порошкообразными добавками графита и дисульфида молибдена известны уже более 30 лет. Несколько позднее начали применяться пластичные смазочные материалы (ПСМ) с порошками мягких металлов — олова, меди, свинца и др. Кроме этих порошков, в качестве дисперсных добавок используют аминокислоты (тальк, слюду и др.), некоторые йодиды, нитриды и бориды, а также полимеры [130]. [c.67]

В связи со свойствами вторичных структур, образующихся при окислительном изнашивании металлов, а также с различной способностью металлов схватываться при трении, разработана классификация металлов и сплавов по их износостойкости [3]. Проведено также специальное исследование изнашивания металлов в зависимости от условий образования вторичных структур на поверхностях трения [5]. [c.323]

Так как пластическая деформация и обусловленное ею изменение структурного состояния не оказывают влияния на сопротивление изнашивания, то можно полагать, что в процессе разрушения металла абразивными зернами мы сталкиваемся с такими статическими искажениями решетки и такими изменениями тонкой структуры, при кото рых достигается более высокая степень использования прочности межатомных связей. [c.233]

На рис. 2 приведена схема основных направлений исследования связи изнашивания со структурой металлов и сплавов. В качестве примера рассмотрим влияние на износостойкость только аустенита. [c.28]

Кроме указанных трех ведущих научных школ по триботехнике, в последнее время сформировались новые научные направления расчет деталей на износ —МВТУ им. Н. Э. Баумана (А. G. Про-ников) изнашивание и трение металлов в углеводородных жидкостях — Киевский институт инженеров гражданской авиации (А. А. Аксенов) контакт деталей и физика изнашивания — Калининский политехнический институт (Н. Б. Демкин) тепловая динамика трения — Институт машиноведения им. А. А. Благонравова АН СССР (А. В. Чичинадзе) абразивное изнашивание в условиях удара — Московский институт нефтехимической и газовой промышленности им. И. М. Губкина (В. Н. Виноградов) конструктивная износостойкость — ВИСХОМ (М. М. Тененбаум) износостойкость деталей узлов трения железнодорожного транспорта — Ростовский институт инженеров железнодорожного транспорта (Ю. А. Евдокимов) износостойкость деталей узлов трения машин пищевой промышленности — Киевский институт пищевой промышленности (Г. А. Прейс) физические процессы при абразивном изнашивании — Сибирский физико-технический институт им. В. Д. Кузнецова при Томском государственном университете (В. Н. Кащеев) технологические методы повышения износостойкости — Институт твердых сплавов АН УССР (Э. В. Рыжов) связь структуры металлов с износостойкостью — Институт машиноведения им. А. А. Благонравова АН СССР (Л. М. Рыбакова и Л. И. Куксенова) и др. [c.26]

Многосторонняя проблема трения и изнашивания становится предметом интенсивного изучения не только техники, но и различных разделов физики, химии и механики. Достижения в области отдельных естественных наук вызывают стремление перенести их на пограничные области, к которым относятся процессы контактных взаимодействий. Однако прямые попытки переноса решения классических задач на задачи трибологии в ряде случаев сомнительны. Решение проблемы износостойкости связано с изучением II поиском закономерностей процессов в зоне контактного взаимодействия твердых тел, необходимых для разработки новых методов снижения трения и изнашивания. Одним из направлений получения дополнительных резервов повышения износостойкости пар трения является возможность управления взаимодействием дефектов кристаллической решетки металла. В этой связи исследования структурных изменений при трении представляют глубокий теоретический интерес и имеют важнейшее практическое значение. За последние годы проведено относительно большое количество исследований структуры металла при трении, которые в литературе в основном представлены в виде отдельных разрозненных публикаций. Обобщающий материал по исследованию процессов трения и изнашивания в металловедческом аспекте содержится лишь в немногих монографиях советских авторов (В. Д. Кузнецов, Б. Д. Грозин, Б. И. Костецкий, И. М. Любарский) и зарубежных (Ф. П. Боуден, Д. Тейбор, Т. Ф. Куинн). [c.3]

Чугун для базовых деталей металлорежущих станков (станин, столов, направляющих кареток), работающих в условиях трения-скольжения при возвратно-поступательном движении, должен обладать высокой износостойкостью и возможно низким коэффициентом трения. Изнашивание чугуна в условиях тренижкольжения состоит из двух основных этапов 1) избирательного разрушения микрообъемов поверхностных слоев за счет циклического пластического деформирования 2) выкрашивания локальных объемов вследствие ослабления их связи с основным металлом включениями графита. Следовательно, износостойкость базовых деталей станков может быть обеспечена за счет твердости чугуна и оптимальной структурой графита. [c.471]

При изнашивании вязких структур основным элементом образования частиц износа следует считать многократное деформирование гребешков поверхности изнашивания и сдвиг или выдавливание этих гребешков в соседние, ранее образованные открытые лунки. Однако сдвиг микрообъемов металла в соседнюю лунку не следует связывать исключительно с наличием соседней свободной от абразива лунки. При значительном р-азличии формы и размеров абразивных частиц размеры лунок рельефа при очередном соударении могут оказаться больше или меньше размера зерен абразива, внедряющихся в лунки. В связи с этим абразивные частицы, попадая при соударении в лунки меньшего размера, чем сами частицы, будут расширять их, выдавливая металл в сторону соседних лунок, причем в направлении, в котором наиболее вероятна деформация объемов металла. [c.69]

Абразивное изнашивание третьего типа связано с проявлением высоких напряжений, захватывающих большой объем металла, ч с ударным нагружением. Примеры таких условий службы детали работа зубьев ковша экскаватора, работа щек камнедробилки. Абразивное изнашивание этого типа является наиболее интенсивным. Во многих случаях для таких условий работы применяют высокомарганцевую сталь Гадфильда со структурой аустенита. [c.7]

При исследованиях процессов в зоне контактного взаимодействия твердых тел обычно встречаются с трудностями, связанными, с одной стороны, с противоречив выми данными исследований состояния поверхностей трения. К ним относятся результаты, показывающие неоднозначность влияния поверхностно-активной среды, типа кристаллической структуры, распределения плотности дислокаций и т. п. С другой стороны, эти сложности определяются отсутствием литературы, посвященной детальному сопоставлению различных методов исследования, их возможностей, преимуществ и недостатков при анализе поверхностей трения. Совершенно естественно, что в одной книге авторы не могли обсудить и решить все основополагающие вопросы трения и изнашивания, однако попытались привести и проанализировать наиболее важные и перспективные, по мнению авторов, направления анализа структуры и методы изучения поверхностных слоев металла, деформированного трением, и показать в этой связи некоторые специфические особенности. Так, представления о закономерностях структурных изменений при пластическом деформировании рассмотрены с новых позиций развития в объеме и поверхностных слоях материала деструкционного деформирования — накопления микроскопических повреждений в процессе деформирования. Большое внимание уделено диффузионным процессам при трении, как одному из факторов, доступному для управления поведением пар трения. До сих пор фактически нет данных о характере перераспределения легирующих элементов контактирующих материалов, которые кардинально изменяют свойства поверхностных слоев и, следова тельно, механизм контактного взаимодействия. Более того, вообще нет сведений о структурных изменениях в поверхностных, слоях толщиной 10" —10 м, определяющих в ряде случаев поведение твердых тел в процессе деформирования. В связи с этим описан специально разработанный метод анализа слоев металла указанной толщины, а также показана его перспективность при изучении поверхностей трения и, главное, при разработке комплексных критериев процесса трения для создания оптимальных условий на контакте, реализации явления избирательного переноса. [c.4]

Развитие теоретических представлений и углубление знаний в области трения и изнашивания материалов во многом йависят от уровня экспериментальных исследований в этой области. Этот уровень, в свою очередь, определяется возможностями существующих методов исследования структуры и свойств поверхностей трения. В настоящей главе рассмотрены физические методы, используемые при анализе поверхностей трения. К ним относятся в первую очередь традиционные оптическая и электронная микроскопии, рентгеновская техника, электронография и спектроскопия. Особый интерес для исследования поверхностей трения представляют методы, не вызывающие нарушения, исследуемых поверхностей. В этой связи большое внимание уделено рентгенографическому методу скользящего пучка лучей, который специально разработан для анализа поверхностей трения и в силу ряда преимуществ (возможность послойного исследования в диапазоне толщин 10" —10" м, в котором локализуются основные процессы при трении., проведение исследований без дополнительной подготовки поверхности, неизбежно искажающей экспериментальные результаты), а также большой информативности самого рентгенографического метода является перспективным в оценке структурных изменений металлов и сплавов, деформированных трением. [c.58]

Особенности диффузии при трении (глубина диффузионной зоны, скорость диффузии, энергия активации процесса) связаны с возникающими при трении большими градиентами деформации (даже при сравнительно малых номинальных Нагрузках) и температуры в поверхностных слоях. Многократные тепловые и силовые внешние воздействия на металл изменяют его химический потенциал, что является основной движущей силой интенсивных диффузионных потоков. Приведенные далее экспериментальные результаты убедительно показывают, чтодиффузия в условиях трения й изнашивания является основным процессом ] адмиро -вании структуры, определяющей. уровень. износостойкости. [c.150]

Таким образом, анализ литературных данных о материалах для изготовления рабочих органов асфальтосмесителей показал, что имеются немпогочислеппые крайне противоречивые рекомендации, касающиеся небольшого количества сплавов, которые существенно отличаются по степени легированности, исходной твёрдости и структурному - фазовому состоянию. Отсутствие обоснованных сведений относительно необходимых свойств материалов, а также наличие расхождений в оценке износостойкости одинаковых сплавов свидетельствует о бессистемном подходе при выборе металла для работы в условиях эксплуатации лопаток. Представленные данные отражают частные попытки в применении тех или иных материалов, по результатам испытаний которых невозможно определить связь между сопротивляемостью сплавов изнашиванию в указанных условиях эксплуатации и их химическим составом, структурой, физико-мехапическими свойствами. [c.41]

Сг Ре У)2зС2б (Сг Ре У)В и др. Влияние ванадия в этих соединениях на повышение износостойкости металла должно играть положительную роль, поскольку он уменьшает в них содержание железа, которое, растворяясь в карбидах, значительно снижает их твёрдость [66,71,112-114]. В то же время способность металла к сопротивлению абразивному изнашиванию зависит не только от типа и количества карбидов или боридов, но и от способности основы прочно удерживать твёрдые включения. Так, нри неблагоприятной структуре, сплавы с большим количеством упрочняющей фазы могут оказаться весьма малоизпосостойкими вследствие как недостаточной твёрдости, так и чрезмерной хрупкости металлической матрицы. При отсутствии достаточной связи на границе раздела фаз, происходит выкрашивание твёрдых включений, которые не успевают реализовать свои потенциальные возможности. [c.48]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...