Молекулярно – механическое изнашивание происходит в результате молекулярного сцепления материалов трущихся поверхностей и наблюдается в период приработки механизмов или при аварийном изнашивании.
Механическое изнашивание подразделяется: на абразивное, вследствие пластических деформаций и хрупкое поверхностное разрушение.
Абразивное изнашивание является следствием режущего действия твёрдых частиц, находящихся между поверхностями трения.
Изнашивание вследствие пластических деформаций происходит под действием значительных нагрузок на детали и заключается в перемещении поверхностных слоёв антифрикционного материала в направлении скольжения. При этом происходит изменение размера деталей без потери их веса.
Изнашивание при хрупком разрушении состоит в том, что поверхностный слой материала одной из сопряжённых деталей в результате трения и наклёпа становится хрупким и разрушается, обнажая лежащий под ним менее хрупкий материал.
Коррозионно-механическое изнашивание происходит в результате сочетания механического изнашивания и агрессивного воздействия среды, под действием которой, на поверхности трения образуются плёнки окислов, которые снимаются при механическом трении, а обнажающиеся поверхности опять окисляются.
Механизм изнашивания металлических поверхностей
а) Микрорезание. При внедрении на достаточную глубину твёрдая частица сопряженной поверхности, абразива или продукта износа может произвести микрорезание материала с образованием микростружки.
б) Царапание. Вдавившийся участок или частица при скольжении оттесняет перед собой и в стороны и поднимает под себя материал, оставляя царапину.
в) Отслаивание. Поверхность трения покрывается царапинами расположенными почти параллельно пути скольжения, а между царапинами располагается материал, претерпевший многократную пластическую деформацию, наклёпанный и перенаклёпанный, т.е. исчерпавший способность пластически деформироваться. При нагружении в таком участке легко образуются трещины, с развитием которых материал отслаивается.
г) Выкрашивание. Непосредственному выкрашиванию предшествует образование и развитие трещин, ограничивающих единичные малые объёмы от остального материала.
д) Глубинное вырывание возникает при относительном движении сцепившихся тел, когда образовавшийся вследствие молекулярного взаимодействия спай прочнее одного или обоих материалов. Разрушение происходит в глубине одного из тел. Вырванный материал остаётся на сопряжённой поверхности.
Усталостные разрушения
Усталостные разрушения возникают при циклическом приложении нагрузок, превышающих предел выносливости металла. При этом происходит постепенное накопление и рост усталостных трещин, приводящее при определённом числе циклов к усталостному разрушению деталей.
Рис. Кривая усталости
Линия 1-2-3 на рисунке называется кривой усталости с пределом выносливости (N0) и получается при логарифмировании напряжений s и числа циклов N. Область над кривой усталости называется «Областью усталости», область под кривой называется «Областью выносливости»: при N>N0 длительной; при N<N0 – ограниченной выносливости. При напряжении sRi>sR усталостное разрушение детали происходит при Ni циклах. Таким образом, ресурс детали составляет Ni циклов. Если при напряжении sRi деталь проработала Ng циклов, то в соответствии с гипотезой линейного накопления повреждений считается, что использована примерно доля ресурса равная Ng/Ni. Таким образом, запас выносливости составит 1–(Ng/Ni). Как правило, усталостные разрушения наблюдаются в тяжёлых условиях эксплуатации для некоторых деталей подвески (рессоры, кронштейны), заднего моста (полуоси), рамы.
В ряде случаев усталостному разрушению предшествует процесс изнашивания деталей, приводящий к сокращению предела выносливости, а усталость приводит к разрушению не детали, а её поверхности. Примером является так называемое усталостное изнашивание, которое является следствием знакопеременных многократно повторяющихся нагрузок, вызывающих микротрещины и выкрашивание поверхностей трения. Такой вид изнашивания наблюдается на рабочих поверхностях шестерён.
11. Классификация видов коррозии
Коррозия – разрушение металлов, вызываемое электрохимическим или химическим воздействием внешней среды.