Задание 3.1

Что такое разрушение структуры?

Задание 3.2.

Дайте понятие микрорезания.

Задание 3.3

Этапы разрушения металла путем образования и развития трещин.

Лекция 4

 

4. Основные виды изнашивания

4.1. Классификация узлов трения

Для определения условий изнашивания деталей, работающих в узлах трения, с целью обоснованного применения отделочно-упрочняющей обработки для повышения износостойкости поверхностей требуется использование классификации узлов трения, учитывающей влияние параметров качества поверхностного слоя, образующегося в процессе изготовления деталей.

Рис.4.1. Классификация видов изнашивания.

4.2. Водородное изнашивание

4.2.1. Сущность и определение водородного изнашивания

Водородное изнашивание зависит от концентрации водорода в поверхностных слоях трущихся деталей. Он выделяется из материалов пары трения или из окружающей среды (смазочного материала, топлива, воды и др.) и ускоряет изнашивание. Водородное изнашивание обусловлено следующими процессами, происходящими в зоне трения:

• интенсивным выделением водорода при трении в результате трибодеструкции водородсодержащих материалов, создающей источник непрерывного поступления водорода в поверхностный слой стали или чугуна;

• адсорбцией водорода на поверхностях трения;

• диффузией водорода в деформируемый слой стали, скорость которой определяется градиентами температур и напряжений, что создает эффект накопления водорода в процессе трения;

• особым видом разрушения поверхности, связанного с одновременным развитием большого числа зародышей трещин по всей зоне деформирования и эффектом накопления водорода.

Сущность водородного изнашиванияв том, что при трении двух тел максимальная температура образуется не на поверхности тел, а на некоторой глубине. Это создает условия при которых водород под действием температуры диффундирует вглубь поверхности, там концентрируется и вызывает охрупчивание поверхностных слоев, а следовательно, усиливает изнашивание.

Область проявления водородного изнашивания весьма обширна. Практически все трущиеся поверхности стальных и чугунных деталей содержат повышенное количество водорода и, следовательно, подвержены повышенному изнашиванию. Наличие в воздухе паров воды создает благоприятные условия для водородного изнашивания. водородное изнашивание может быть вызвано не только водородом, который образуется при трении, но и водородом, который может образоваться при различных технологических процессах. При выплавке чугуна в доменном процессе из влаги дутья образуется водород, который и попадает в металл При термической обработке, например в результате азотирования (при диссоциации аммиака), выделяющийся водород диффундирует в сталь и т.д.

4.2.2 Водородное охрупчивание

Влияет на прочность. Различают несколько видов охрупчивания, которые делятся на две группы:

• охрупчивание первого рода, обусловленное источниками, которые имеются в исходном металле вследствие повышенного содержания водорода.

• охрупчивание второго рода, обусловленное источниками, которые развиваются в металле с повышенным содержанием водорода в процессе пластической деформации.

Охрупчивание первого рода является обратным и усиливается с повышением скорости деформации.

Охрупчивание второго рода развивается при малых скоростях деформации и может быть как обратимым, так и необратимым.

Теории водородного охрупчивания можно разделить на четыре группы.

1. Теория давления молекулярного водорода, согласно которой охрупчивание есть результат давления молекулярного водорода в макро- и микропустотах, а также в трещинах внутри металла. Давление возникает в результате молизации атомарного водорода.

2. Адсорбционные гипотезы, объясняющие снижение разрушающего напряжения вследствие уменьшения поверхностной энергии внутри трещин при адсорбции водорода (водород действует как поверхностно-активное вещество).

3. Теория взаимодействия водорода с решеткой металла; водород является разновидностью дефекта, понижающего прочность когезионной металлической связи.

4. Теории, основанные на взаимодействии водорода с дисклокациями; водород производит блокирующее действие на дислокации.

Для защиты металлов от воздействия водорода рекомендуются методы:

• введение в сталь сильных карбидообразующих элементов ( хром, молибден, ванадий, ниобий и титан) для стабилизации карбидной составляющей и предупреждения обезуглероживания стали.

• футеровка стали металлами, имеющими более низкую водородопроницаемость ( например медь, алюминий и др.)

• уменьшить содержание в сталях соединений серы, сурьмы, селена и др., которые способствуют проникновению в металл водорода.