Виды поверхностных разрушений

Е. М. Швецова и И. В. Крагельский (1953 г.) разработали классификацию видов поверхностного разрушения, построенную на рассмотрении трех последовательных этапов взаимодействие поверхностей, происходящее при скольжении, их изменение и разрушение [34]. [c.14]

Представленные классификации видов износа свидетельствуют о том, что в большинстве случаев в качестве основного признака для разграничения видов поверхностного разрушения использованы процессы, происходящие на контакте. Такие виды износа, как абразивный, адгезионный, усталостный (для качения) фигурируют фактически во всех классификациях и являются наиболее широко распространенными на практике, В более детальных клас- [c.16]

Газоабразивное изнашивание — широко распространенный вид поверхностного разрушения, свойственный пневмотранспортным установкам, струйным и ударным мельницам, дезинтеграторам, газовым турбинам на твердом топливе, трубопроводам и арматуре для добычи и транспортировки природного газа, лопастям вертолетов, горным и землеройным машинам и т. д. Большой урон от этого вида изнашивания стимулирует разработку новых и эффективных методов оценки износостойкости материалов. Сущность одного из них состоит в том, что испытуемые и эталонные образцы подвергаются одновременному воздействию потока абразивных частиц, создаваемого центробежным ускорителем со стандартными размерами рабочих органов при фиксированных режимах испытаний. Износостойкость материала оценивается путем сравнения его износа с износом эталонного образца. Воспроизводимость результатов при применении в качестве средства измерения износа аналитических весов достаточно высокая, однако требуется, чтобы накопленный весовой износ составлял 5 мг, что при малых скоростях частиц приводит к значительной продолжительности испытаний и большому расходу абразивного материала. [c.76]

Основным недостатком изложенной выше модели является её одномерный характер. Поэтому с помош ью этой модели можно описать только один частный вид поверхностного разрушения - отслаивание поверхностных слоёв в результате усталости. [c.342]

Виды поверхностных разрушений [c.7]

Ультразвуковая эрозия. Этот вид поверхностного разрушения материала наблюдается, когда между торцом инструмента, колеблющегося с ультразвуковой частотой (10—30 тыс. колебаний в секунду), и обрабатываемой деталью помещается абразивный минеральный порошок в тонком слое жидкости. [c.40]

Костецкий Б.И., (1984), Классификация видов поверхностного разрушения и общая закономерность трения и изнашивания . - Вестник машиностроения, №11, с. 10-13. [c.567]

Многие свойства, в первую очередь механические, определяются всем сечением металла, поскольку, например, при растяжении одинаковую нагрузку несут поверхностные, а также внутренние слои металла. Но весьма часто работоспособность металлического изделия определяется сопротивлением тем или иным воздействиям лишь поверхностных слоев. Для повышения сопротивления усталости, износу, коррозии и другим видам постепенного разрушения широко используется поверхностная обработка , при которой изменяется строение и состав поверхностных слоев металла, до этой обработки однородные по всему сечению. [c.632]

Накопление дефектов происходит в локализованных областях у вершин трещин, поэтому релаксация напряжений материала реализуется в виде его разрушения. Напряжения в зоне накопления дефектов, достигшие стадии формирования поверхностного переходного слоя, трансформируются в поверхностную энергию. Так в процессе разрушения материала образуются новые поверхности, обладающие свободной энергией. [c.311]

Сюда относятся науки, изучающие виды механических разрушений материалов (сопротивление материалов, ползучесть), изменения, происходящие в материалах и их поверхностных слоях (физико-химическая механика, триботехника), химические процессы разрушения в материалах (коррозия металлов, старение полимеров) и др. [c.11]

Процесс трения характеризуется большим разнообразием видов фрикционных сочленений, материалов, условий их работы и изменений, происходящих на контакте. Соответственно и диапазон изменения интенсивности износа очень широк 10 —10 . Все это обусловливает сложность систематического исследования поверхностного разрушения и появление огромного количества ра- [c.10]

Из всех известных в настоящее время материалов титан и его сплавы относятся к числу наиболее стойких к морским средам при обычных температурах. Тонкая окисная пленка, образующаяся на поверхности титановых сплавов, обеспечивает полную защиту металла от коррозии. Разрушение этой пассивной пленки происходит только в специальных условиях. Несмотря на очень высокую общую стойкость титана, все же существует несколько коррозионных проблем, связанных с его использованием в морских условиях [68] питтинговая коррозия, наблюдающаяся в щелевых условиях при недостатке кислорода и температуре морской воды выше 120 °С коррозионное растрескивание высокопрочных титановых сплавов при наличии поверхностных дефектов на металле, к которому приложено растягивающее напряжение коррозионное растрескивание в солях при нагреве выше 260 °С. Эффективными мерами борьбы с этими видами преждевременного разрушения титановых сплавов являются легирование и термообработка. [c.116]

Изнашивание является одним из видов поверхностного деформирования и разрушения материалов, осуществляемых в условиях сложной схемы напряженного состояния. Даже при очень малых нормальных нагружениях деформация единичного контакта носит упругопластический или пластический характер. Приложение сдвигающих сил при относительном перемещении контактируемых поверхностей создает облегченные условия к пластическому оттеснению материала, нарушению сплошности адсорбированных пленок окислов и, при благоприятных условиях взаимодействия, к образованию металлических связей. Даже при ничтожно малых скоростях скольжения, когда влиянием элементов температурного поля можно пренебречь, величина остаточного оттеснения материала существенно зависит от характера движения. По этому при разработке методики и создании установок для проведения лабораторных испытаний необходимо стремиться к тому, чтобы характер движения элементов пары трения и условия взаимодействия контактирующих неровностей соответствовали или приближались к реальным условиям работы соответствующих деталей машин и механизмов. [c.229]

При других видах изнашивания разрушение затрагивает поверхностные слои большей толщины. [c.106]

Рис. 5.24. Вид зоны разрушения толстостенного цилиндрического образца после испытаний на длительную прочность под действием внутреннего давления (а), поверхностные трещины вблизи излома (б) и трещины на внутренней понерхности (в) углеродистая сталь с 0.19 % С. D = 50 мм,

Эрозия в широком понятии — процесс поверхностного разрушения вещества под воздействием внешней среды, В машиностроении эрозия имеет более узкое понятие — разрушение поверхности материалов вследствие механического воздействия высокоскоростного потока жидкости, газа или пара. Разрушение металлов под действием электрических зарядов также относится к эрозии. Л. А, Урван-цев подразделяет эрозию на газовую, кавитационную, абразивную и электрическую. Каждый вид эрозии имеет подвиды, которые являются сочетанием отдельных видов, например, газовая эрозия может быть газоабразивной, газоэлектрической и т. д. [c.192]

Латуни коррозионно-стойки при равномерной коррозии, но склонны к коррозионному растрескиванию во влажной атмосфере (в особенности, при наличии сернистых газов), поэтому после их обработки давлением необходим отжиг для устранения напряжений. При большом содержании цинка латуни подвержены еще одному виду коррозионного разрушения — избирательному поверхностному электрохимическому растворению электроотрицательного цинка. [c.475]

На первый взгляд это может показаться неожиданным ввиду явной аналогии с разрушением переохлажденных жидкостей типа стекол путем возникновения зародышей в виде поверхностных трещин. Из следующего довода будет видно, что аналогия неточна. В рассмотренном перед этим случае возникновение зародышей происходит путем отрыва жидкости от твердого тела, в то время как образование зародышей в виде трещин поверхности происходит путем разрыва исключительно однородной фазы. Действительно, для жидкости труднее покинуть выступ на поверхности, чем плоский участок, и по той же причине впадину на твердой поверхности легче освободить, так как при этом уменьшается площадь границы их соприкосновения. [c.89]

Схватывание металлических поверхностей. Наблюдается при отрицательном градиенте свойств прочности в поверхностном слое материала d%ldh < 0. Аварийный вид изнашивания разрушение материала происходит за один проход микровыступа (п = 1). [c.393]

Для тел с покрытиями возникает вопрос Как влияет дискретность контакта, имеющая место вследствие шероховатости поверхностей, на напряженное состояние и характер разрушения покрытий Ответ на этот вопрос особенно важен в связи с широким применением тонких износостойких покрытий, толщина которых соизмерима с расстояниями между неровностями и размерами единичного пятна контакта. Некоторые численные результаты расчёта напряжённого состояния тел с покрытиями с учётом шероховатости поверхности обсуждаются в работах [158, 224]. Однако эти результаты не могут быть использованы для анализа влияния параметров микрогеометрии на места концентрации напряжений в телах с покрытиями, поскольку они получены для одного частного вида поверхностного рельефа. [c.218]

Ниже мы используем макроскопический подход к построению модели усталостного разрушения поверхности, который, как известно (см. [70, 83]), состоит в построении положительной неубывающей во времени функции Q M, t), характеризующей меру повреждения материала в точке М и зависящей от амплитудных значений напряжений в данной точке. Разрушение наступает в момент времени t, когда эта функция достигнет заданного порогового значения. Такой подход применим к исследованию как поверхностного разрушения, так и разрушения внутри тела. Кроме того, в [91] показано, что параметры объёмного и поверхностного усталостного разрушения для ряда материалов (например, для некоторых видов резин) совпадают. [c.323]

Мелением называется поверхностное разрушение пигментированной лакокрасочной пленки, приводящее к образованию свободных частиц пигмента, легко удаляющихся с покрытия. У пигментированных покрытий, содержащих различные белые пигменты (окись цинка, двуокись титана и др.), на поверхности образуется белый порошок, при удалении которого поверхность приобретает свой первоначальный вид. Меление возникает под воздействием ультрафиолетовых лучей и активизируется под воздействием влаги и резких колебаний температуры. Меление, согласно ГОСТ 6992—60, определяют по характеру и степени свободно отделяющегося от поверхности покрытия пигмента путем трения тканью (фланелью) —черной для светлых покрытий и белой для темных. Существует и другой метод определения меления, описанный в работе [17]. Полоску фотобумаги шириной 30 накладывают на испытываемое изделие на 10 сек и надавливают на нее резиновым штемпелем. Предварительно полоски фотобумаги погружают на 2 мин в воду, излишек воды затем удаляют фильтровальной бумагой, в результате чего фотобумага остается слегка влажной. Отпечаток на фотобумаге сравнивают со шкалой меления, подбирая соответствующий ему индекс. [c.190]

Усталостное изнашивание возникает при повторных, достаточно высоких напряжениях, испытываемых одним и тем же объемом материала, прилегающего к поверхности (особенно при знакопеременных напряжениях). В этих условиях в поверхностном слое возникают микротрещины и возможно местное поверхностное разрушение в виде выкрашивания. Этот вид изнашивания наблюдается при трении качения или при качении с проскальзыванием. Поверхностное выкрашивание иногда называют питтингом (раковины, ямки, оспинки). Питтинг можно рассматривать как процесс контактной усталости поверхностей при их качении или при качении со скольжением. [c.276]

Влияние остаточных напряжений на свойства металлов при воздействии коррозионной среды. Повреждение металлических изделий под действием коррозионной среды зависит в первую очередь от свойств среды, материала детали и внешних нагрузок. Повреждение может иметь вид постепенного разрушения поверхностного слоя (равномерное разрущение, точечное разрушение, селективная коррозия и т. д.), хрупкого разрушения при одновременном действии коррозионной среды и постоянных растягивающих напряжений и коррозионной усталости при одновременном действии коррозионной среды и переменных напряжений. [c.305]

Различают два вида изнашивания механическое и химическое Механическое изнашивание подразделяется на естественное и аварийное. Естественное изнашивание является неизбежным поверхностным разрушением, интенсивность которого определяется назначением и конструкцией сочленения с течением времени естественное изнашивание медленно нарастает. [c.367]

Из приведенных примеров мы видим, что разрушение является результатом совокупности разнообразных процессов, происходящих в зернистой структуре. Одни из них требуют значительного, другие—короткого времени для своего развития, а некоторые, как в случае разрушения при ползучести, ослабляют поверхностные " [c.219]

При исследованиях стремятся определить такие критерии, ко1х>-рые можно интерпретировать однозначно. Часто явления термической усталости сочетают с визуальной макроскопической оценкой в виде поверхностного разрушения [166]. Поэтому в исследованиях часто сопротивление термической усталости выражают количеством повторяющихся циклов нагружения, воспроизводящих или приближающихся к фактическим условиям, после которых образуется [c.86]

Процессы поверхностного разрушения деталей машин под влиянием внешнего воздействия можно разделить на коррозию и изнашивание (ГОСТ 5272—68). Существуют различные классификации видов поверхностного разрушения деталей машин. Ниже приводится схема классификации видов поверхностного разрушения по Л. А. Урванцеву (рис. 16.1) [1]. [c.249]

Рис. 16.1. Схема классификации видов поверхностного разрушения (по Л. А. Урванцеву)

Использование присадок этого типа позволяет снизить расход топлива двигателем до 3—5 %, в 1,3—1,5 раза уменьшить износ высоконагружен-ных пар трения (например, деталей механизма газораспределения) и исключить их задир, питтинг и другие виды поверхностного разрушения. [c.42]

Однако практически все виды объемного разрушения начинаются с поверхности. Ив случае объемного разрушения возможно взаимодействие поверхностного слоя с окружающей средой, которое оказывает влияние на процесс последующего разрушения. Роль поверхности в усталостном разрушении и пути повышения усталостной прочности материалов посредством соответствующей поверхностной обработки описаны в литературе, например в [71]. Развитие процесса разрушения при растяжении также происходит с поверхности. В качестве примера можно привести работу [163], в которой исследуются особершости развития микроскопических несплошностей в поверхностных слоях алюминия, деформированного растяжением. Отггосительное изменение плотности по сечению образца измерялось флотационным методом с использованием химической полировки. Изменение плотности но сечениюимеет вид нисходящей кривой с максимумом на поверхности. Наибольшее изменение Д р/р (в 2 раза), связанное с образованием микротрещин, происходит в слое толщиной 2—3 мкм, что позволяет авторам сделать вывод о важной роли поверхностного слоя при разрушении исследуемого материала. [c.106]

Сереёростойность — способность полимеров, главным образом оргапиче-ского стекла, сопротивляться поверхностному разрушению, проявляющемуся в виде синевы, переходящей в помутнение, и затем приводящему к образованию массы мелких трещин, придающих поверхности серебристый оттенок и ведущих к ухудшению-оптических и других свойств. Серебростойкость (ч) определяют путем выдержки образца в жидкости (обычно дпбутилфталат или [c.238]

Теплоемкость неразлагающихся веществ очень слабо зависит от пористости, однако в случае композиционных теплозащитных материалов происходит не только увеличение пористости в зоне реакции, но и изменяется химический состав покрытий (в частности, могут улетучиваться высокомолекулярные компоненты, обладающие большой теплоемкостью). Это, конечно, в некоторой степени отражается на величине удельной теплоемкости. К тому же необходимо учитывать, что теплоемкость входит в уравнение теплопроводности в виде произведения (рс) ,. В результате у композиционных материалов оба теплофизических параметра А, и Сэкв образуют характерную гистерезисную петлю на графике зависимости их от температуры, ширина которой соответствует возможному сдвигу реакции при изменении темпа нагрева от О до нескольких сотен градусов в секунду (в последнем случае преобладающую роль уже начинает играть поверхностное разрушение). [c.90]

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]

Расчет строительных конструкций осуществляется в соответствии со строительными нормами и правилами [1]. Получаемый при этом уровень номинальной нагруженности сварных элементов и уровень концентрации напряжений свидетельствуют о возникновении в зонах концентрации локальных пластических деформаций, которые при повторном характере внешней нагрузки приводят к образованию трещины малоцикловой усталости. Так, при обследовании воздухонагревателей доменных печей появление трещин в кожухе было зафиксировано после 2—3 лет эксплуатации, что соответствовало 5 — 6 тыс. циклов. В подкрановых балках тяжелого режима работы повреждения в виде поверхностных трещин вдоль угловых швов приварки верхнего пояса к стенке наблюдались при числах циклов до 2 х 10 , или после 4 лет эксплуатации, в газгольдерах аэродинамических станций — после 4 X 10 циклов нагружения. Опасность появления трещин малоцикловой усталости в сварных конструкциях связана с тем, что трещина данной длины может при определенном соотношении уровня 4нагрузки, климатической температуры эксплуатации, скорости нагружения и других факторов оказаться критической, что приводит к катастрофическому хрупкому разрушению. Раз-рушение может наступить в разный период эксплуатации в зависимости от наступления критического сочетания инициирующих факторов. В этом заключается определенное отличие в разрушении циклически нагруженных конструкций по сравнению со статически нагруженными, основная масса аварий которых приходится на период эксплуатации с первыми похолоданиями при дальнейшей эксплуатации таких конструкций число хрупких разрушений резко сокращается (рис. 9.1). Для циклически нагруженных конструкций в первую зиму и во время испытаний разрушается только 34% конструкций от общего числа зарегистрированных разрушений. При последующей эксплуатации в течение примерно трех лет разрушения отсутствуют, и затем число разрушений начинает увеличиваться с 4 до 10% в год. Такой характер распределения разрушений конструкций под воздействием повторных нагрузок связан с необходимым периодом подрастания дефектов до критических размеров, и поэтому в течение определенного периода разрушения не наблюдаются. При дальнейшей эксплуатации идет накопление повреждений и развитие трещин усталости до образования полного разрушения. [c.170]

Понятие химическое сопротивление материалов охватывает широ1сий круг явлений, сопровождающих взаимодействие материала с окружающей средой. Простейший вид коррозии — равномерное поверхностное разрушение металла. Однако, как правило, коррозия на разных участках оказывается более или менее неравномерной. В случае, например, точечной коррозии на фоне почти неповрежденной поверхности с большой скоростью развиваются глубокие точечные поражения — питтинги — быстро приводящие к перфорации стенок и выходу аппаратов из строя. Иногда коррозия металлов носит ножевой или канавочный характер вдоль сварных швов образуются узкие глубокие канавки. [c.120]

Разрушение твердого тела включает три стадии — инициирова-ппе субкрптической трещины, ее медленный стабильный рост до критических размеров и, наконец, ее быстрое нестабильное распространение. Необязательно, что при разрушении проявляются все стадии. Например, общепризнано, что при разрушении стекол критические дефекты уже существуют в виде поверхностных трещин,, и кратковременная прочность стекол определяется только третьей стадией. В пластичных металлах, в кото Л)1х трещины инициируются накоплением дислокаций, разрушение проходит через все три стадии. Хрупкие густосетчатые полимеры, такие как отвержденные эпоксидные и полиэфирные смолы, по характеру разрушения ближе к минеральным стеклам, чем к пластичным металлам. Поэтому вероятно, хотя и не на все сто процентов, что их прочность определяется, как и прочность минеральных стекол, напряжением, необходимым для распространения уже существующих дефектов. Размеры этих дефектов можно грубо оценить по уравнению Гриффита. Типичные значения разрушающего напряжения для этих полимеров составляют примерно 100 МН/м , модуля Юнга — 3 гH/м , поверхностной энергии 150 Дж/м Расчеты по уравнению 2.1 дают размеры дефектов порядка 30—40 мкм. В наполненных полимерах существуют три возможных типа этих дефектов — дефекты, присущие структуре матрицы, размером Со, частицы наполнителя размером р и расстояние между частицами а. Если частицы наполнителя по размерам превосходят структурные дефекты матрицы и, особенно, если частицы имеют нерегулярную форму, то они могут стать наиболее опасными дефектами наполненных композиций. Если наибольшие значения Со и р меньше расстояния между частицами, то трещина может расти в матрице, преодолевая только ее поверхностную энергию разрушения, до величины, равной а, а затем трещина должна расти, преодолевая и [c.79]

Вопрос Битвам). Как вы знаете, мы с Антони исследовали явление расширения и, в более общем виде, поверхностную текучесть циркония в прсцеосе его окисления на воздухе. В этом частн0 М случае мы установили причину этого явления вздутие окисла, вызывающее напряжения на поверхности раздела металл— окислы. Если это так, то апрашивается, почему расширение не наблюдается при образовании плотного слоя, что подтверждается дилатометрическими измерениями. Мы полагаем, что вздутие окисла во время первого этапа должно происходить перпендикулярно поверхности раздела металл— окисел (единственное свободное направление), освобождая большую, часть внутренних механических напряжений. Наоборот, поверхностная текучесть металла начинается с локального проникновения окисла, т. е. с разрушения или образования белых пятен. [c.151]

Указанные значения коэффициента Кт хорошо согласуются с нашими экспериментами при ленточном шлифовании многих конструкционных и высокопрочных сталей, титановых сплавов, твердых сплавов и ультрафарфора. Так, при обработке незакаленных и закаленных сталей, титановых сплавов, когда Кт 0,5, наблюдаем вязкое разрушение с образованием сливной стружки. При шлифовании же ультрафарфора и твердых сплавов (Кт 0,7) вид разрушения становится многоцикловым со значительной долей усталостного разрушения. После шлифования кругами (рис. 1.5, а) мало шлифовочных рисок, почти отсутствует направленная шероховатость. Съем припуска осуществляется поверхностным разрушением материала, имеется много сколов частиц материала. В основе рельефа поверхности ударно-абразивного изнашивания лежит замкнутая кратеровидная лунка, отделенная от соседних лунок перемычками. Примерно такой же рельеф поверхности получен Г. М. Сорокиным . [c.20]

Состояние металла по отношению к действию определенной среды может быть активным или пассивным. Активное состояние характеризует его разрушение в коррозионной среде например активно железо в окислительной среде при высокой температуре. Пассивностью называется такое состояние металла, при котором он не корродирует в определенной среде. Это объясняется образованием на поверхности металла защитной пленки из окислов металла (например, цвет побежалости на поверхности стали или пленка А Оз на поверхности алюминия), предохраняющей его от коррозии. По внешним признакам коррозионные разрушения молено разделить на три вида поверхностную (равномерную), местную и межкристаллитную (ннтеркристаллитную) коррозию. [c.196]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...