Испытания металлов на износостойкость при трении

ИСПЫТАНИЯ МЕТАЛЛОВ НА ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ ПРИ ТРЕНИИ [c.387]

Износостойкость — свойство материала оказывать сопротивление износу, т.е. постепенному изменению размеров и формы тела вследствие разрушения поверхностного слоя изделия при трении. Испытание металлов на износ проводят на образцах в лабораторных условиях, а деталей - в условиях реальной эксплуатации. При испытаниях образцов моделируются условия трения, близкие к реальным. Величину износа образцов или деталей определяют различными способами измерением размеров, взвешиванием образцов и другими методами. [c.23]

По разработанной методике исследовались еще многие марки и типы сталей [146—148]. В большинстве случаев установлено ухудшающее влияние низкой температуры на абразивную износостойкость этих м,атериалов при двух схемах взаимодействия металлов с абразивной поверхностью (трение и удар). Значительный интерес представляют другие схемы взаимодействия материала с абразивом. Поэтому были проведены испытания на изнашивание стали 45 в крупнокусковой и мелкодисперсной абразивной массе. В первом случае в качестве абразива использовался гравий, а во втором— карбид кремния. Испытания в крупнокусковой абразивной массе проводились на установке ЧП-1 барабанного типа [149, 150], а в мелкодисперсной —на установке, схема которой предложена Н. М. Серпиком [151]. Методика выполнения этих исследований подробно изложена в работах [149—151], а основные результаты сравнительной износостойкости стали 45 при разных схемах изнашивания приведены на рис. 61. Испытания показали, что схема взаимодействия материала с абразивом — один из главных факторов, [c.157]

Коррозия при трении — разрушение металла, вызываемое одновременным воздействием коррозионной среды и трения. Коррозия при колебательном перемещении двух поверхностей относительно друг друга в условиях воздействия коррозионной среды определяется как фреттинг-коррозия. Для проведения испытаний необходимы соответствующие лабораторные установки, имитирующие работу пар трения и условия коррозионной среды. В рамках ЕСЗКС проведение испытаний на износостойкость регламентируется ГОСТ 23.211—80. [c.53]

Разработан новый способ нанесения многослойных покрытий с заданным составом и свойствами, которые формируются за счет последовательного нанесения различных покрытий со специфическими свойствами и собственным целевым назначением. При этом представляется возможным получить комплекс свойств у покрытий, сочетающих высокую износостойкость и антифрикционные свойства. Основным видом многослойного покрытия является карбидное покрытие с последующим электролитическим осаждением на нем чистых] металлов и нанесением антифрикционных пленок. При температурах 700—800° С мягкие легкоплавкие металлы, находясь в контакте с твердыми покрытиями, размягчаются и даже плавятся, образуя жидкий слой, который быстро заполняет все поры твердого слоя покрытия, частично диффундируя в поверхностный слой металла (подложки). Так например, коэффициент трения покрытия из карбида вольфрама с последующим нанесением па него покрытия серебра с дисульфидом молибдена при длительной работе в реальной конструкции не превышал 0,18. Результаты лабораторных и производственных испытаний показали, что износостойкость и антифрикционные свойства покрытия сложного состава выше на 20—25%, чем обычных составов. [c.48]

В НАТИ было разработано и испытано несколько конструкций тракторных гусениц с резино-металлическими шарнирами, в которых между проушинами и пальцами размещались резиновые кольца, прочно сцепляющиеся с металлом обеих деталей. Применение резиновых колец позволяет исключить в шарнире трение и износ и заменить их упругой деформацией резины. Производственные испытания гусениц с резино-металлическим шарниром на песчаных почвах дали повышение износостойкости в 2—2,5 раза, а при работе на черноземных почвах износостойкость гусениц с резино-металлическим шарниром оказалась ниже, чем у серийных. [c.75]

При изучении способов повышения износостойкости существенное значение имеет использование комплексного метода исследования, при котором результаты испытаний на трение и износ, служащие критерием эффективности изучаемого способа, сопоставляются с данными, характеризующими состав и структуру поверхностных слоев металла. Такое сопоставление позволяет определить, какие именно изменения в поверхностных слоях металла дают наилучший эффект в части повышения износостойкости, что является необходимым условием правильного выбора и разработки методов борьбы с износом в машинах. [c.168]

Смысл испытания материалов на изнашивание при трении об абразивы, которые намного тверже самих изучаемых материалов, состоит в том, что результаты испытания (относительная износостойкость) получают физическое значение относительная износостойкость оказывается в соответствии с физическими свойствами, как это доказано для технически чистых металлов, сплавов, сталей и ряда неметаллов. В связи с этим обычно применяют следующие абразивные шкурки для материалов, имеющих твердость до 1350 кГ/ мм , — электроко рундовую шкурку зернистостью 180 для материалов, имеющих более высокую твердость (до 2000 кГ1мм ), — шкурку карбида кремния КЗ 180. [c.13]

Наплавка рабочей поверхности инструмента для горячей деформации металлов занимает все больший объем в процессах его изготовления и восстановления. Существующие методы оценки износостойкости нанлавленных металлов и сплавов при трении в условиях теплосмен предусматривают наряду с замером твердости при высоких температурах проведение раздельных испытаний на сопротивление термической усталости (разгаростойкость) и изнашивание в процессе трения при рабочих температурах. Повышение твердости рабочей поверхности инструмента, с одной стороны, благоприятно влияет на повышение износостойкости, с другой — приводит к снижению разгаростойкости, т. е. к появлению и развитию трещин термической усталости, усугубляющих износ. При проведении раздельных испытаний на изнашивание при высоких температурах и на разгаростойкость двоякая роль повышения твердости не позволяет определить ее оптимальную величину. [c.15]

Если построить ряды ИЗНОСОСТОЙК01СТИ металлов при трении и ударе об абразивную поверхность в исследованном диапазоне температур (см.табл.25), то МОЖНО отметить, что мягкие металлы сохраняют этот порядок при обоих режимах испытаний. С повышением твердости металлов он нарушается (см. рис. 55), что объясняется различной микротвер-достыо у одних и тех же металлов. Магний и кобальт (а при ударе и молибден) значительно отклоняются от общей тенденции. Отсутствие прямо пропорциональной зависимости е — Я указывает на то, что твердость не является определяющим фактором при изнашивании металлов. Отсюда следует, что чем выше твердость металла, тем доля ее влияния на износостойкость меньше. [c.144]

На износ поверхности трения тормозного шкива значительно влияет высокий градиент температуры слоев металла, отстоящих на разных расстояниях от поверхности трения. Вследствие разно сти температур этих слоев возникают многократно повторяемые температурные напряжения, приводящие к отслаиванию тонких слоев металла тормозных шкивов в машинах тяжелого режима работы и к появлению на поверхности грения микроскопических трепшн, которые со временем увеличиваются и образуют сетку , снижающую прочность поверхностного слоя. Исследование трения асбофрикционных материалов по стальному шкиву с поверхностью трения, закаленной или цементированной на глубину 1,2 мм, показало, что износоустойчивость стальных поверхностей в значительной мере зависит от содержания углерода в стали цементированная сталь оказалась более износостойкой, чем закаленная сталь, и менее чувствительной к изменению условий трения. Однако при твердости НВ > 550 износ поверхности шкива был ничтожен для обоих методов обработки. Таким образом, испытания показали, что поверхностная закалка тормозного шкива токами высокой частоты, азотированием, цианированием или цементированием более способствует повышению износостойкости шкива, чем объемная закалка. В случае применения вальцованной ленты металлический элемент должен быть выполнен из чугуна или стали с твердостью поверхности трения не менее НВ 250. Более низкая твердость стального элемента приводит к задирам на рабочих поверхностях, быстро выводящим металлические элементы пары из строя. [c.580]

Цилиндрический образец диаметром 2 мм и длиной 10—15 мм (достаточной, чтобы зажать образец) изнашивается своим торцом об абразивную шкурку, закрепленную на торце вращающегося диска. Образец прижимается к истирающей абразивной поверхности с помощью груза. Изнашивание образца должн,) производиться по свежей поверхности шкурки, для этого он получает радиальное перемещение в 1 мм за один оборот диска, так что образец трется на 50% по свежей поверхности шкурки. При принятой скорости вращения диска, равной 60 оборотам в минуту, испытание на разных расстояниях от его оси вращения дает за равный путь трения практически одинаковые результаты, что указывает на то, что примененные скорости вращения малы и не вызывают существенного нагрева. Поверхность mKyj )KH подразделяется на зоны равной длины, например по 3 м, измеряемые по спиральному пути трения образца. Испытание изучаемого образца проводится на половинном числе зон (через одну), на остальных зонах испытывается в точно таких же условиях другой металл, принятый за эталон, который используется при испытании разных материалов в разное время. Таким образом, производятся испытания изучаемого металла и эталона на изнашивание при нагрузке на образец 0,3 кГ на пути трения для каждого материала, равном 15 м. За результат испытания принимается отношение износа эталона к износу изучаемого материала это отношение является относительной износостойкостью. На каждом участке листа шкурки проводится только одно испытание. [c.33]

Радиоактивные индикаторы применялись и для оценки износостойкости металлов в случае сухого их трения. На рис. 3 приведены результаты испытания износостойкости образцов высокопрочного чугуна перлитовой структуры при сухом трении с изменением удельных давлений на поверхности трения. Величина износа (кривая 1) определялась методом взвешивания. Здесь же, но в другом масштабе, изображена ломаная линия 2, характеризующая количество перенесенного радиоактивного металла на контактную неактивную поверхность трения. Как видно из рис. 3, характер изменения износа и переноса металла сходеп между собой. Перенос металла определялся измерением интенсивности радиоактивного излучения на поверхности образца. [c.18]

Самым распространенным абразивом являются минералы, состоящие из Si02 — кварц, кремень. Их твердость от 900 до 1300 кг/мм , т. е. того же порядка как закаленная инструментальная сталь, твердые наплавки, карбиды металлов. При испытании этих материалов на изнашивание на машине Х4-Б и применении кремневой шкурки (твердость Н — 900 кг/мм ) соотношение твердостей абразива и металла будет сказываться, а именно, — относительная износостойкость будет получаться более высокой, чем при применении более твердого абразива. В таком случае относительная износостойкость уже не будет связана с физическими свойствами испытуемого материала, она будет указывать на вероятную относительную износостойкость данного материала в условиях эксплуатационной службы при трении о почву, содержащую кварцевый песок. В этом случае испытание переходит в другую группу — в испытания, проводимые в практических целях. [c.241]

В лаборатории износостойкости Института машиноведения АН СССР М. М. Хрущов и Р. М. Матвеевский разработали новый метод [1] и машину [2] для оценки смазочной способности масел в условиях высоких контактных давлений по температурному критерию. В основу метода положено представление о критической температуре как главном факторе, определяющем предельную прочность граничного слоя масла на поверхности трения. Созданная для испытания масел температурным методом четырехшариковая машина КТ-2 обеспечивает при нагреве масла в объеме получение достоверных данных о величине температуры в контакте трущихся поверхностей вследствие чрезвычайно низкой скорости скольжения (0,4 мм1сек), при которой исключено повышение температуры в контакте от работы трения. Применение в качестве рабочих образцов на этой машине стальных закаленных шариков дает ряд преимуществ, в частности, легко решается вопрос обеспечения точной геометрической формы образцов, одинакового материала и твердости. В то же время применение схемы трения четырех шариков затрудняет проведение испытания масел температурным методом при сочетании различных пар материалов, так как изготовление однородных по качеству шариков из различных металлов и сплавов представляет значительные трудности. [c.176]

На износостойкость нами были испытаны покрытия из дисульфида молибдена и диселенида тантала, синтезированные на соответствующих металлах. Контртелом служил образец из сплава ТВ-10 на основе тантала. Испытания проведены в среде гелия и в вакууме при постоянных температурах (600, 900 и 1250° С) нри принятом режиме. Опыты прекращались при увеличении коэффициента трения в 1,5 раза (по сравнению с первоначальным стабильным значением). Ниже приведена износостойкость покрытий (в часах) в гелии [c.137]

Особые требования предъявляются к материалам подшипников, работающим в условиях высоких температур. При воздействии высокой температуры материал подшипника должен быть износостойким, жаропрочным, коррозионно-стойким. Исследованиями изнашивания материалов при высоких температурах, проведенными Л. А. Чатыняном, установлено, что износостойкость чистых металлов (меди, хрома, железа, никеля, титана, кобальта), двойных сплавов (однофазных и двухфазных), конструкционных сталей (Р18, Р9, ШХ15 и др.) определяется способностью образовывать при температурах 500—700°С на поверхности трения окисную пленку, служащую твердой смазкой. Все испытанные стали значительно меньше изнашивались под действием высоких температур. При температурах до 300— 400 °С окисная пленка не образовывалась и стали изнашивались значительно быстрее. В работе [48] приводятся данные о положительном влиянии высокой температуры на износостойкость жаропрочной никелевой стали твердостью НВ 280—310. Износ и коэффициент трения исследованных никелевых сталей при давлении 3,5 кгс/см и скорости скольжения 6 м/с, характер изменения которых показан на рис. 80, заметно снижаются при повышении температуры до 500 °С. Это объясняется тем, что на поверхности трения образуется пленка окислов NiO и СггОз твердостью НВ 800, значительно более твердая, чем сталь. [c.159]

Исследования антифрикционных свойств и изнашивания пар трения проводились на реконструированной машине трения МИ-Ш при скорости скольжения 0,7 м/с и смазке дистиллированной водой. Трение образцов осуществлялось по схеме Амслера вращающийся ролик диаметром 40 мм, шириной 10 мм с наплавленной наружной поверхностью по неподвижному образцу— плоской колодочке размерами 10X10X23 мм. Наплавка производилась на сталь 12Х18Н10Т несколькими слоями. Образец термообрабатывался, а наплавленный металл шлифовался до толщины 5—7 мм. Перед испытаниями образцы прирабатывались для образования лунки контакта на плоской колодочке площадью более 0,2 см под нагрузкой 1,5 кгс. Зависимость интенсивности изнашивания /, и коэффициента трения от давления р испытуемых пар трения получали при ступенчатом увеличении нагрузки до предельного его значения (критической точки), где наблюдалось резкое возрастание износа и коэффициента трения (зона пластических деформаций). В этом случае испытания при постоянной нагрузке продолжали в течение 1 ч до стабильного значения момента трения, производя замеры через каждые 10 мин. После этих испытаний, используя полученную лунку на плоском образце, по схеме ролик — вкладыш при постоянном давлении 10 кгс/см производились сравнительные испытания образцов в течение 5 ч. Результаты изнашивания исследованных пар трения даны иа рис. 84 и 85. Из рисунков видно, что более высокие антифрикционные свойства и износостойкость (в 2—10 раз) имеют пары трения стеллит — сталь (кривые 4, 5, 6) в сравнении с парами сталь — сталь (кривые 1, 2, 3). При этом коэффициент трения составляет 0,1—0,25 вместо 0,3—0,6. [c.168]

Сочетание результатов рентгеноструктурного и электронографического анализов дало полную картину фазового состава поверхностных слоев и, в сопоставлении с результатами испытаний на трение и износ, позволило уточнить наши представления о структуре поверхностных слоев, получающихся при различных видах обработки, и о влиянии разных соединений на износостойкость металла. Испытания на трение и износ проводились на четырехроликовой машине трения, торцовых машинах трения, машине трения Амслера и других. Подробности этих испытаний изложены в других статьях [4, 5], а ниже приводятся только отдельные результаты испытаний на четырехроликовой машине трения при 50, 100 и 200 ке, являющиеся особенно наглядным критерием. При этом из большого числа методов сульфидирования, исследованных в Ниихиммаше, в приводимую ниже таблицу включены наболее характерные, позволяющие сопоставить значение разных структурных составляющих. Для правильной оценки принятого критерия надо иметь в виду, что покрытия, при испытании которых диаметр лунки износа достигает 2 мм при давлении 50 ке, являются совершенно не годными покрытия, у которых лунка порядка 2 мм получается при 100 /сг, —относительно хорошими, а те, у которых такой износ получается при 200 ке, — очень хорошими. [c.171]

На основании обобщения результатов исследования трения и нзна-щивания в деталях конкретных машин и данных лабораторных испытаний разработана схема классификации металлов и сплавов по их износостойкости, с учетом способности к схватыванию и окислению при трении. I I 9 [c.19]

Влияние смазочных материалов на антифрикционные свойства и износостойкость пластмасс исследуется на машинах трения, используемых для изучения трения металлов. В условиях низких удельных давлений возможно реализовать контактирование различных поверхностей трения, как показано на рис. 1. В ряде работ рассматривается контактирование цилиндрического образца с торцевой поверхностью диска или с цилиндрической поверхностью вала или кольца [5, 6]. С использованием таких пар трения реализованы удельные давления при испытании капрона до 120—140 Kzj M в диапазоне скоростей скольжения от 0,25 [c.81]

Изготовление подшипников производили также путем нанесения металлокерамических твердых износостойких покрытий любой требуемой толщины на стальную основу. Такие покрытия получают сплавлением зерен рэлита-3 (ТУ 48-19-279—77) с металлической связкой в вакуумных печах. Подшипники из металлокерамических твердых сплавов использовали со смазыванием металлоплакирующей смазкой, включающей водный раствор химических соединений меди. Металлоплакирующая смазка позволяет реализовать режим избирательного переноса, при котором происходит значительное снижение износа из-за осаждения меди в зоне фрикционного контакта в процессе работы. Прн испытаниях подшипников установлено, что медная пленка покрывает поверхности трения через 5—10 мин после начала работы в режиме р = 2 3,5 кгс/см и о = 2,5 3,5 м/с. В зоне фрикционного контакта протекают процессы, имеющие место в тонких поверхностных слоях гальванических электродов в электролитах, где происходит осаждение металла из раствора, содержащего соответствующие катионы. В данном случае в зоне фрикционного контакта идет разряжение катионов меди и локализация износа в тонких слоях электролитической меди [66]. [c.135]

На рис. 8 представлена микрофотография поверхности трения, характерная для образцов металлов второй группы, которые испытывались при наличии окислительных условий трения поверхность трения покрыта сплошными пленками окислов, обладающими большой износостойкостью вследствие высокой твердости (см. табл. 1). Испытание образцов этой группы металлов в услових трения, благоприятных для [c.21]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...