Восстановление деталей и повторное использование материалов

         

Изнашивание деталей машин


Процесс изнашивания   деталей машин характеризуется тремя периодами во вре­мени (Рис 1):

1) начальным (приработкой);

2) периодом установившегося изнашивания,

3) усиленного (аварийного) износа.

t

Рис.1

Интенсивность изнашивания (И) в первом периоде велика, во втором - мала, в третьем - вновь велика.

Износостойкость деталей определяется совокупностью внутренних и внешних факторов:

1 )физико-химическими и механическими свойствами трущихся поверхностей;

2)родом и характером трения;

3)величиной удельного усилия;

4)характером приложения нагрузки;

5)скоростью взаимного перемещения трущихся поверхностей;



6)способом подвода и качеством смазки;

7)температурой в месте контакта;

8)коррозионным воздействием среды.

Следует признать, что основное влияние на износостойкость оказывает структура ме­таллов и сплавов.

Многочисленными исследованиями установлено, что более всего распространен абразивный износ - разрушение поверхностей деталей при трении скольжения, обуслов­ленное наличием в зоне трения абразивной среды. На рис.2 показана диаграмма М.М.Тененбаума, отражающая связь между относительной износостойкостью (e) и структурой железоуглеродистых сплавов. Несмотря на то, что диаграмма не отражает всех структурных факторов, влияющих на износостойкость, она позволяет проводить качественный анализ влияния на износостойкость содержания углерода и структурного состояния сталей.

Рис. 2

На отрезке 1 -2 рис. 2 находятся значения относительной износостойкости ото­жженных доэвтектоидных сталей, на отрезке 2-3 - заэвтектоидных сталей, на отрезке 3-4 - белых чугунов Точки 1,2,4 характеризуют относительную износостойкость феррита, перлита и цементита, сооответственно. Линия 2-6 отражает относительную износостой­кость эвтектоидных сталей в зависимости от дисперсности частиц цементита

Легирование является эффективным способом повышения износостойкости. На рис 3 показано влияние небольших добавок наиболее распространенных легирующих элементов на износ доэвтектоидной стали


содержание легирующих

                                                                                           элементов, % мас.

Рис.3

На рис. 3 линия 1 - содержание никеля, 2 - марганца, 3 - кремния, 4 - хрома со­вместно с никелем (1:3), 5 - содержание фосфора, 6 - хрома

В зависимости от условий взаимодействия детали с абразивными частицами раз­рушение металла может происходить в результате микрорезания, многократного пла­стического деформирования поверхности трения и коррозионно-механического из­нашивания. Установлено, что механизм абразивного изнашивания определяется глав­ным образом соотношением значений твердости материала, Нм, и твердости абразивных частиц, На, (КТ=НМ/На). Схемы разрушения поверхностей трения представлены на рис. 4.



Рис. 4

Микрорезание и интенсивное пластическое деформирование поверхности трения могут наблюдаться при Нм < < На (рис.4,а) При более высокой твердости сплава процесс раз­рушения протекает в основном за счет коррозионно-механического изнашивания или хрупкого выкрашивания (рис.4, в)

При значениях Кт <0,6 имеет место пластическое оттеснение (рис.4, б). Увеличе­ние Кт до значений, превышающих 0,6, приводит к интенсивному росту износостойкости детали.

При движении абразивной массы по поверхности изделия происходит непрерыв­ное деформирование основы сплава вместе с мелкими карбидами, рассеянными по всему объему. Эти деформационные процессы определяют интенсивность изнашивания изде­лия при условии, что твердость металла Нм < 0,8 На . При этом, чем выше твердость и ниже пластичность матрицы, тем больше сопротивление сплава истиранию в абразивной среде. При взаимодействии твердых структурных составляющих с "мягким" абразивным материалом процесс изнашивания может протекать вследствие истирания окисной пленки, непрерывно восстанавливающейся в атмосферных условиях, или вследствие вы­крашивания структурных элементов сплава при наличии динамических нагрузок.


Содержание раздела