Механизм избирательного переноса

В основе механизма избирательного переноса при трении лежит избирательное растворение сплавов. При избирательном растворении и деформации трением коэффициент диффузии возрастает на несколько порядков, соответственно возрастает скорость диффузионных потоков (неравновесность), уменьшая энтропию и увеличивая упорядоченность и создавая условия для формирования диссипативной структуры. [c.142]

Работы, посвященные механизму избирательного переноса при трении, интересны также тем, что в них использовался, как правило, комплексный подход в трактовке фрикционного взаимодействия с позиций физико-химической механики контактного взаимодействия, основы которой были заложены работами П. А. Ребиндера. При этом, пожалуй, впервые в трибологической практике одновременно использовались методы тонкого структурного анализа, различные виды электронной микроскопии, акустические и электрические методы исследований. [c.30]

Для разработки состава смазочных композиций, способствующих образованию в зоне контакта пар трения как в скольжении, так и в качении защитных пленок, выполнены комплексные исследования механизма избирательного переноса в паре медный сплав-сталь , а также эксперименты по влиянию электронного строения металлов в смазочном материале на трение и изнашивание металлических пар[11]. [c.67]

В реальных условиях эксплуатации для смазывания узлов трения используют не глицерин, а другие смазочные жидкости. Широко применяется гидравлическая жидкость АМГ-10, она менее активна в химическом отношении, но обеспечивает реализацию режима избирательного переноса при трении согласно рассмотренному механизму. [c.144]

В книге изложены сущность явления избирательного переноса при трении, его механизм и основные закономерности. Приведены новые методы повышения износостойкости деталей машин, разработанные на основе избирательного переноса (металлоплакирующие смазки, новые износостойкие материалы, приработочные покрытия). [c.2]

Настоящая книга преследует цель ознакомить работников машиностроительных предприятий, научно-исследовательских учреждений, конструкторских бюро, высшей школы с новыми методами повышения износостойкости, разработанными на основе явления избирательного переноса. Кроме того, в книге изложены механизм ИП и его закономерности. [c.3]

За последние несколько лет значительно расширился круг исследователей, изучающих это уникальное явление. Изучением условий достижения режима избирательного переноса при трении занимаются и механики, и физики, и химики. Каждое направление исследования вносит элементы понимания механизма столь сложного явления, связанного с характером трения, природой смазок, наличием градиентов температуры и деформации и т. д. Однако наиболее детально изучена лишь одна сторона, а именно, электрохимические процессы, сопровождающие процесс трения. Практически неисследованными остались закономерности изменения физического состояния поверхностных слоев, являющиеся одними из основополагающих элементов в понимании природы контактного взаимодействия. Рассмотрим кратко основные результаты, опубликованные в настоящее время. [c.92]

Дискуссионным является вопрос о механизме возникновения избирательного переноса, формировании защитной пленки на контактирующих поверхностях. Интересно рассмотрение в [111] этого явления с точки зрения возможности возникновения плазмы в зоне деформированного, сильно возбужденного вещества поверхностей трения при непосредственном контактировании микронеровностей [131]. [c.98]

Трение в условиях избирательного переноса осуществляется в восстановительной среде, поэтому тонкие поверхностные слои меди не окисляются в процессе трения. Поставщиком кислорода в подповерхностные слои могут быть, кроме воздуха, молекулы воды, которые всегда имеются в граничном слое, причем молекулы воды и органического вещества (глицерина) конкурируют за место на свободной поверхности. В этом случае все электроды, расположенные в электрохимическом ряду между водородным и кислородным электродами, термодинамически неустойчивы в контакте с воздухом и водой, поэтому должно происходить самопроизвольное восстановление кислорода с одновременным окислением металлов (меди, примесей, легирующих элементов). Механизм этого явления заключается в диффузии кислорода в подповерхностные слои, где он вступает в химическое взаимодействие в первую очередь с атомами примесей, имеющими большее, чем медь, сродство к кислороду, а затем с атомами меди. [c.113]

Эффект избирательного растворения играет существенную роль в период формирования пленки меди в зоне контакта при этом трение пары сопровождается наименьшим износом при наличии в сплаве легирующего элемента, обладающего более высокой скоростью анодного растворения. В процессе длительных испытаний, когда пленка сформирована, определяющая роль в механизме трения принадлежит процессу диффузионного перераспределения основных легирующих элементов в подповерхностных слоях контактирующих металлов. Диффузионное перераспределение легирующих элементов сплава является не только составной частью общего процесса формирования пленки меди в зоне контакта, но и определяющей в механизме контактного взаимодействия в условиях реализации избирательного переноса. [c.197]

В 1966 г. избирательный перенос при трении (эффект безыз-носности) был зарегистрирован как научное открытие Д.Н, Гаркунова и И.В. Крагельского. С 1968 г. в нап1ей стране и за рубежом проводятся исследования механизма избирательного переноса и разрабатываются новые методы борьбы с износом машин на основе установленного явления. [c.142]

МЕХАНИЗМ ИЗБИРАТЕЛЬНОГО ПЕРЕНОСА 1. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ БЕЗЫЗНОСНОСТИ [c.5]

Для возникновения избирательного переноса считалось необходимым, чтобы на поверхностях трения происходили окислительно-восстановительные реакции. Эти реакции ускоря-Ю7СЯ при трении, в результате происходит избирательное взаимодействие легируюпщх элементов медного сплава со смазочным материалом. Из медного сплава избирательно растворяются в глицерине такие элементы, как цинк, олово, свинец и др. При этом поверхность трения детали из медного сплава обогащается медью. Таким образом, основой такого трактования механизма избирательного переноса служили электрохимические представления о его природе. [c.61]

Первые исследования механизма избирательного переноса позволили установить, что в начальной стадии трения осцовную роль играют три эффекта эффект избирательного растворения медных сплавов, эффект Ребиндера, эффект Киркендала. [c.91]

В декабре 1990 г. в Цвиккау (Германия) проходил Международный семинар на тему "Избирательный перенос при трении и фрикционные пофытия - новые методы повышения износостойкости деталей машин и снижения трения". На семинаре было принято соглашение трибологов шести стран (России, Германии, Польши, Болгарии, Монголии и Вьетнама) об организации Международного совета "Избирательный перенос и фрикционные покрытия". Основной деятельностью этого совета является ускорение научных исследований по механизму избирательного переноса при трении, разработке и применению на этой основе методов повышения износостойкости деталей машин, оборудования и транспортных средств. [c.104]

Избирательный перенос - вид контактного взаимодействия при трении, который возникает в результате протекания на поверхности комплекса механо-физико-химических процессов, приводящих к образованию систем автокомпенсации износа и снижения трения. Наиболее характерной является система образования защитной поверхностной пленки, в которой благодаря определенному структурному состоянию реализуется механизм деформации при трении, протекающий без накопления обусловливающих разрушение материала дефектов структуры [c.149]

Трибодеструкция смазки в самом начале трения в режиме ИП, кроме решения проблемы ее окисления, приводит к ряду полезных процессов. Молекулы смазки, разрушаясь на химически активные и электрически заряженные части, приводят в действие электрохимический механизм избирательного растворения анодных участков сплава, что понижает прочность поверхностного слоя. Одновременно это приводит к двум важнейшим следствиям а) образованию металлорганических соединений б) образованию вакансий в поверхностном слое, которые, понижая поверхностное натяжение металла и как бы разжижая его, еш е более облегчают деформирование [44]. Образование металлорганических соединений приводит к образованию коллоидов, а образование комплексных соединений усиливает перенос частиц металла в результате электрофореза в зону контакта. Перенос частиц меди на очищенную от окисных пленок сталь, а также постепенное уменьшение концентрации легирующих компонентов в поверхностном слое в результате их растворения снижают потенциал в микроэлементах сплава и между сплавом и сталью практически до нуля. Изменение внешних условий (нагрузки, скорости, температуры), нарушающее наступившее равновесие, неизбежно приводит к возрастанию потенциала и, следовательно, ко всем перечисленным процессам, ведущим к его снижению. Заметим, что потенциал между зоной контакта и зоной поверхности трения, где контакт в данный момент не происходит, остается постоянным на весь период установившегося режима трения и обусловливает действие одной из систем автокомпенсации износа, что будет рассмотрено ниже. [c.6]

Избирательный перенос как средство достижения безызносно-сти и повышения надежности контактируемых деталей. В 1970 г. Финкин опубликовал статью [60], в которой был сделан анализ факторов, влияющих на изнашивание. Появление статьи было связано с неправильным пониманием новых факторов изнашивания, ставших известными американским конструкторам. Видимо, Финкин под новыми фактами имел в виду процесс ИП. В статье наряду с другими факторами анализируется влияние на износ переноса металла с одной поверхности на другую. В результате анализа американский ученый приходит к выводу, что условия безызпосности могут существовать там, где медь бесконечно переходит с одной поверхности металла на другую, например в механизмах посадки, применяемых на советских самолетах, [c.202]

Избирательный перенос есть вид контактного взаимодействия при трении, характеризуемый главным образом молекулярным взаимодействием, возникает в результате протекания на поверхности химических реакций и физико-химических процессов, приводящих к образованиюЗсистем автокомпенсации износа и снижения трения. Наиболее характерной системой является система образования защитной сервовитной пленки, в которой реализуется диффузионно-вакан-сионный механизм деформации, протекающий без накопления дефектов, свойственных усталостным процессам. [c.206]

Подтверждением эффективности правила положительного градиента является научное открытие эффекта избирательного переноса тел, сделанное Д. Н. Гаркуновым и И. В. Крагель-ским. Изучая механизм взаимодействия твердого тела со смазками, авторам открытия удалось получить условия, при которых из такой системы, какую представляет собой, например, бронза, вследствие избирательного растворения активной смазкой удаляются анодно-легирующие элементы (цинк, олово, железо и др.). Таким образом, сплав, имеющий неоднородную, многофазную гетерогенную структуру или однородный твердый раствор, обогащается медью. В этом случае в кристаллической решетке меди образуются вакансии, причем, если количество этих вакансий превышает 10%, кристаллическая ре- [c.89]

Рассмотрены основные этапы развития триботехники в СССР и ее современные проблемы. Описаны физико-химические свойства рабочих поверхностей деталей, условия их контактного взаимодействия, виды трения и механизм изнашивания. Проанализированы виды изнашивания и повреждений. Особое внимание уделено водородному изнашиванию — новому виду контактного взаимодействия твердых тел. рассмотрен избирательный перенос (эффект безызносности) при трении и указаны области его рационального использования в машиностроении. [c.2]

Независимо от этого открытия специалисты, работающие в области электрических контактов, обнаружили образование полимероподобных веществ на поверхности таких металлов, как платина, в присутствии ароматических углеводородов. Фрикционная полимеризация стала предметом оживленной дискуссии, причем ее ключевым моментом был вопрос не о том, существуют или нет особые поверхностные структуры, являющиеся продуктами трибохимических реакций, а являются ли эти структуры принципиально отличными от пленок, возникающих при химической модификации поверхности металлов активными присадками смазочных сред, например, соединениями серы и фосфора [100]. Исследование граничного трения металлов и сплавов в многоатомных спиртах привело Д. Н. Гаркунова и И. В. Крагельского к открытию избирательного переноса при трении, механизм которого первоначально [c.29]

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]

Учитывая механизм взаимодействия твердых тел при избирательном переносе, специалисты в области триботехники создают металлонлакирующие композиции, которые позволяют осуществить избирательный перенос в парах трения сталь—сталь [45]. Для этого в смазочный материал вводятся мелкодисперсные порошки меди, окиси и закиси меди, латуни, [c.65]

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]

При трении в условиях избирательного переноса, как пока-зали результаты многих исследований [72], образующаяся на контактирующих поверхностях металлическая пленка обусловливает малые значения коэффициента трения и величины износа. Структура и свойства этой пленки, определяющие механизм поведения материала в зоне контакта, исследованы явно недоста-,./ точно. До получения результатов исследования авторами данной работы известно было лишь, что поверхностный слой медного сплава обогащен медью. При трении бронзы о сталь в спиртоглицериновой смеси параметр кристаллической решетки поверхностных слоев, определенный рентгенографическим методом, оказался меньше, чем у исходного раствора, и стремился к параметру чистой меди. Методом радиоактивных изотопов удалось установить, что интенсивность импульсов радиоактивного цинка-65, содержащегося в исходном состоянии в бронзе типа БрОЦС в количестве 1 %, в материале поверхностного слоя после трения в 26 раз [c.101]

Такой подход наиболее оправдан при рассмотрении механизма формоизменения поверхностных слоев при трении в условиях избирательного переноса вследствие значительной разрых-ленности пленки при предельном насыщении ее вакансиями. [c.115]

Таким образом, высокая плотность вакансий в поверхностных слоях при трении в условиях избирательного переноса дает основание полагать материал достигает состояния, близкого к расплаву, но при этом температура материала пленки близка к температуре кристаллизации такое чисЛо вакансий обеспечивает достаточно высокую подвижность атомов пленки, обусловливающую диффузионно-вакансионный механизм формоизменения в зоне контакта, который можно рассматривать с пбзиций дырочной теории жидкого состояния [105]. [c.118]

При трении и изнашивании сплавов фундаментальным процессом, определяющим кинетику и механизм превращений в контактирующих металлических системах, является диффузия поэтому процесс диффузионного перераспределения легирующих элементов в зоне контакта можно рассматривать как один из наиболее доступных управлению факторов достйжения режима избирательного переноса и устойчивости этого эффекта. Закономерности кинетики диффузионных процессов являются основой при выборе сплава для достижения оптимального режима трения. [c.203]

В книге изложена сущность явления избирательного переноса при трении, его механизм и основные закономерности. Приведены краткое содержание и технико-экономические показатели научно-исследовательских работ, внедренных или апробированных в производстве и эксплуатации машин и приборов, з области разработки новых материалов, смазок, покрытий, конструктивных решер-шй узлов трения и методов исследования процессов трения и износа. [c.144]

Механизм трения графита по металлу ранее представляли только в виде образования ориентированной пленки, состоящей из частиц графита, на трущейся поверхности [65]. Ориентированные слои графита образуются в период приработки подшипника, которая сопровождается высоким износом и ростом температуры в зоне контакта. К концу периода приработки коэффициент трения снижается с 0,12—0,15 до 0,04—0,05 и скорость изнашивания становится незначительной. На контактных поверхностях вала и подшипника образуются пленки из частиц углерода, внешне похожие на пленки меди в процессе избирательного переноса пары трения медный сплав — сталь [24, 66]. Образование пленок при сухом трении создает эффект безызносности и значительно увеличивает срок службы графитовых подшипников в сравнении с работой их при смазывании жидкостями, когда такой пленки не образуется. Исследования показали, что графит теряет смазывающую способность в осушенных газах, в вакууме и даже в сухом воздухе при температуре выше 300 °С. Так при трении графита по меди в вакууме (10- — 10- мм рт. ст.) даже с очень малыми давлениями наблюдается катастрофическое изнашивание графита с одновременным возрастанием коэффициента трения. Коэффициент трения снижается с введением в зону трения газов, паров, жидкостей, адсорбирующихся на поверхности и обеспечивающих слабую связь в кристаллической решетке графита [99]. [c.50]

Механизм трибополимеризации, как уже отмечалось, имеет место также при реализации избирательного переноса и, по мнению некоторых исследователей, играет значительную роль в смазочном действии масел. [c.239]

Одним из нетрадиционных путей по созданию новых износостойких материалов и технологий, обеспечивающих высокий ресурс машин и механизмов, повышение их к.п.д., снижение затрат на техническое обслуживание, является использование отечественных открытий избирательного переноса при трении (эффект безызносности) и водородное изнашивание металлов. [c.104]

Необходимо отметить, что в России в 1990 г. было организовано Общероссийское общественное научно-техническое объединение по избирательному переносу и самоорганизующимся системам при трении, а позднее в Москве организован Научно-технологический центр проблем безызносности в машинах -акционерное общество закрытого типа. В 1995 г. в Академии проблем качества РФ было организовано отделение "Проблемы безызносности машин и механизмов". [c.105]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...