Класифікація видів зношування за видами
Відповідно до стандарту (ГОСТ 16429-70) всі види зношування можна розділити на три основні групи (рисунок 10.2):
1.1) 1.2) 2.1) 2.2) 3.1) 3.2)
Рисунок 9.2 – Класифікація видів зношування
1)механічне зношуваннявідбувається в результаті тільки механічних взаємодій матеріалів виробу:
1.1)абразивне зношування, при якому на поверхнях, що труться, є абразивні (тверді) частинки, що руйнують поверхню за рахунок різання і дряпання з відділенням стружки. Хоча, як правило, вживаються заходи для того, щоб уникнути зносу цього виду, що має велику інтенсивність, часто є причини його виникнення.
Відбувається це внаслідок недостатньої фільтрації мастила або наявності абразиву на поверхні тертя, що потрапляє з навколишньої атмосфери. Часто абразивні частинки є продуктами зносу - твердими складовими одного зі сполучених тіл. Деякі деталі машин працюють безпосередньо в абразивному середовищі (та ін).
Різновидом абразивного зношування єгідро- і газоабразивне зношування, коли знос відбувається в результаті впливу потоку твердих частинок. захоплених потоком рідини або газу. Цей вид зношування, а також такі, як ерозійне і кавітаційне зношування, коли немає контакту двох твердих тіл, віднесені до процесів роз'їдання;
1.2)втомне зношуванняє наслідком циклічного впливу на мікровиступи поверхонь, що труться, про що було сказано вище. Відділення частинок може також відбуватися в результаті наклеп поверхневого шару, який стає крихким і руйнується (іноді його називають зношуванням при крихкому руйнуванні).Наклеп (нагартування) - зміцнення металів і сплавів внаслідокзміни їх структури та фазового складу в процесі пластичної деформації при температурі нижче за температуру рекристалізації. Наклеп супроводжується виходом на поверхню зразка дефектів кристалічних ґрат, збільшенням міцності та твердості та зниженням пластичності, ударної в'язкості, опору металів деформації протилежного знака (ефект Баушингера).)
2)молекулярно-механічне зношуваннясупроводжується також впливом молекулярних або атомарних сил:
2.1)адгезійне зношуванняпов'язане з виникненням у локальних зонах контакту поверхонь інтенсивної молекулярної (адгезійної) взаємодії, сили якого перевершують міцність зв'язків матеріалу поверхневих шарів з основним матеріалом. Утворення адгезійних зв'язків відбувається у процесі механічної взаємодії мікровиступів контактуючих тіл. Це полегшує прояв атомно-молекулярних сил, які залежать від природи матеріалів, що контактують.
При терті металевих пар адгезійне зношування призводить, як правило, до схоплювання контактуючих ділянок, глибинного виривання матеріалу, перенесення його з однієї поверхні тертя на іншу і впливу нерівностей, що виникли на сполучену поверхню. Цей вид зносу відноситься до неприпустимих видів ушкодження, так як має високу інтенсивність і призводить, як правило, до заїдання і відмову сполучення.
2.2)зношування в умовах виборчого перенесення, навпаки, характеризується атомарними явищами в зоні контакту і призводить до практично беззносних пар. М'який і тонкий шар, що утворився на поверхні в результаті своєрідних механохімічних процесів, збагачений міддю, забезпечує мінімальне тертя і сприяє рівномірному розподілу тисків по поверхнітертя.
3)корозійно-механічне зношуваннявідбувається при терті матеріалу, що вступив у хімічну взаємодію із середовищем. Ці процеси характеризуються явищами, що викликають руйнування мікрооб'ємів матеріалів при терті та неоднаковою інтенсивністю процесу.
3.1)окислювальне зношуваннявідбувається за наявності на поверхні тертя захисних плівок, що утворилися в результаті взаємодії матеріалу з киснем.
Існують різні форми окисного зносу:
- при видаленні з поверхні тертя ультрамікроскопічних хімічно адсорбованих плівок (1-а форма),
- при видаленні мікроплівок твердих розчинів та евтектик хімічних сполук кисню та металу (2-а форма)
- при періодичній освіті та фарбуванні суцільних твердих та крихких шарів хімічних сполук кисню та металу (3-та форма).
Слід мати на увазі, що наявність окисних плівок не виключає можливості їх руйнування втоми, а лише вносить свою специфіку, так як руйнується більш крихкий матеріал.
Особливість окисного зносу при терті кочення полягає в тому, що наявність великих деформацій у поверхневих шарах полегшує дифузію кисню та його взаємодію з металом. Пластично деформований і насичений киснем шар під впливом циклічних навантажень тендітно руйнується, потім цей процес охоплює такі шари металу.
3.2)зношування при фреттинг-корозіївідбувається при відносних коливальних переміщеннях контактуючих металевих поверхонь в результаті вібрацій або періодичних деформацій елементів конструкції.
На ділянках, пошкоджених фреттинг-корозією, протікають процеси схоплювання, абразивне руйнування, втомно-корозійніявища. Цей процес є багатостадійним:
- Спочатку відбувається зміцнення поверхонь контакту та циклічна плинність підповерхневих шарів. При цьому відбувається пластична деформація мікровиступів, схоплювання ювенільних ділянок металу, виникнення та руйнування окисних плівок;
- друга стадія фреттинг-корозії (інкубаційна) характеризується розвитком корозійно-втомних процесів та формуванням корозійно-активного середовища внаслідок адсорбції на оксидах вологи та кисню. Швидкість зношування цієї стадії зазвичай невелика. Знос пов'язаний з утворенням і видаленням зони контакту окисних плівок, що руйнуються;
- третя стадія фреттинг-корозії, що характеризується високою інтенсивністю процесу, пов'язана з руйнуванням поверхневих шарів, попередньо розпушених втомними та корозійними процесами. У зоні контакту може утворитися підвищена кількість продуктів зношування, що сприяє інтенсифікації процесів руйнування аж до абразивного зношування. Ця стадія фреттинг-корозії є неприпустимою під час експлуатації виробів.