Класифікація процесів старіння
Класифікація процесів старіння щодо їх зовнішнього прояву. Оскільки процеси старіння характеризуються складними та різноманітними явищами, що відбуваються в матеріалах деталей машини, їх класифікацію доцільно провести залежно від зовнішнього прояву, до якого привів даний процес. По зовнішньому прояву процесу, т. е. по деформації деталі, її зносу, зміни властивостей та інших показників можна будувати висновки про ступеня пошкодження матеріалу деталі і, отже. Оцінити близькість виробу до граничного стану.
Класифікуючи незворотні процеси старіння, слід також визначити ту область, в якій проявляється даний процес, тобто чи він зачіпає весь обсяг матеріалу деталі, проявляється лише в поверхневих шарах або протікає при контакті двох сполучених поверхонь.
У таблиці 9.2 наведено класифікацію процесів старіння за їх зовнішнім проявом та вказано основні різновиди кожного процесу.
Тіло деталі може зазнавати руйнування, що є найбільш небезпечним проявом процесів старіння, деформуватися або змінювати властивості матеріалу - його пластичність, електропровідність, магнітні властивості тощо.
Найчастіше процеси старіння протікають у поверхневих шарах. При цьому поверхня деталі може піддаватися температурним, хімічним, механічним та іншим впливам довкілля. В результаті можуть відбуватися явища, пов'язані з втратою матеріалу поверхні, в результаті корозії, ерозії, кавітації та інших процесів, які об'єднані одним терміном - роз'їдання поверхні.
На поверхні можуть протікати такі процеси, як адгезія, абсорбція, нагар та інші, які пов'язані з приєднанням, до поверхні інших матеріалів. Ці процеси називатимемо наростом. Увнаслідок зовнішніх впливів можлива також зміна властивостей поверхневого шару - його мікрогеометрії, твердості, відбивної здатності та ін.
Специфічні процеси протікають при контакті двох сполучених поверхонь, що найбільш характерно для механізмів та елементів машин.
В цьому випадку в рухомих з'єднаннях протікають різноманітні процеси зносу, які включають як стирання поверхні, так і втому поверхневих шарів та її пластичне деформування (зминання).
Для рухомих та нерухомих з'єднань може відбутися зміна умов контакту, що призводить, як правило, до зміни жорсткості, коефіцієнта тертя та інших параметрів сполучення.
Таблиця 9.2 - Класифікація процесів старіння за зовнішніми ознаками
| Об'єкт | Зовнішній прояв процесу (вид ушкодження) | Різновиди процесу | |
| Тіло деталі (об'ємні явища) | Руйнування | Крихке руйнування, в'язке руйнування | |
| Деформація | Пластична деформація, повзучість, короблення | ||
| Зміна властивостей матеріалу | Зміна: структури матеріалу, механічних властивостей (пластичність), хімічного складу, магнітних властивостей, газопроникності, забруднення рідин (мастила, палива) | ||
| Поверхня (поверхневі явища) | Деталі | Роз'їдання | Корозія, ерозія, кавітація, прогар, тріщиноутворення |
| Наріст | Налипання (адгезія, когезія, адсорбція, дифузія), нагар, облітерація (зарощування) | ||
| Зміна властивостей поверхневого шару | Зміна: шорсткості, твердості, відбивної здатності, напруженого стану | ||
| Пари | Зношування | Знос (стирання), втома поверхневихшарів, зминання, перенесення матеріалу | |
| Зміна умов контакту | Зміна: площі контакту, глибини впровадження мікровиступів, суцільності мастила |
Рисунок 9.2 – Приклади руйнування деталей машин: а – скол; б - втомна поломка валу; в – втомна поломка зуба шестерні; г – тріщина у корпусі; д - руйнування трубопроводу; е – руйнування стінки кожуха камери згоряння
Рисунок 9.3 – Приклади роз'їдання поверхонь: а – щілинна корозія циліндра, що виникає під гумовим манжетом ущільнювача; б - ділянка корпусу центрифуги з інтенсивним ерозійним зношуванням; в – кавітація золотника плунжерного насоса; г - прогар
Рисунок 9.4 – Класифікація локальних видів ушкодження поверхонь
Лекція 10. Знос матеріалів: природа та класифікація. Основні закономірності процесу зношування