- •Глава 1. «Строение материалов»
- •Раздел 1. Строение металлов
- •1.1. Атомно-кристаллическое строение
- •1.2. Дефекты строения кристаллических тел
- •1.3. Кристаллизация металлов
- •1.4. Формирование структуры деформированных металлов
- •Раздел 2. Строение сплавов
- •2.1. Фазы и структура металлических сплавов
- •2.2. Диаграммы состояния (фазового равновесия сплавов)
- •2.3. Диаграмма состояния системы железо – углерод
- •Раздел 3. Строение полимеров
- •3.1. Молекулярная структура полимеров
- •Глава 2. Модуль 2. «Свойства материалов и методы их определения»
- •Раздел 1. Свойства материалов
- •Критерии выбора материала
- •1.2. Механические свойства
- •1.3. Испытания долговечности
- •1.4. Изнашивание металлов
- •1.5. Физико-химические свойства материалов
- •Раздел 2. Методы контроля структуры и свойств материалов
- •2.1. Металлографические методы испытаний
- •2.2. Неразрушающие методы контроля
- •Глава 3. Модуль 3. «Термическая обработка»
- •Раздел 1. Основы теории термической обработки
- •Общие положения и определения
- •Классификация видов термической обработки стали
- •Теория термической обработки
- •Раздел 2. Технология термической обработки
- •2.1. Отжиг
- •2.2. Нормализация
- •2.3. Закалка
- •2.4. Отпуск
- •2.5. Термомеханическая обработка стали
- •Раздел 3. Поверхностное упрочнение металлов и сплавов
- •3.1. Упрочнение поверхности методом пластического деформирования
- •3.2. Поверхностная закалка
- •3.3. Химико-термическая обработка
- •3.4. Циркуляционный метод химико-термической обработки
- •Глава 4. Модуль 4. «Материалы, применяемые в технике»
- •Раздел 1. Промышленные стали и сплавы
- •Общая классификация и маркировка сталей
- •1.2. Маркировка сталей по евронормам
- •1.3. Инструментальные стали и сплавы
- •1.4. Коррозионностойкие стали
- •1.5. Жаростойкие и жаропрочные стали
- •1.6. Хладостойкие стали
- •1.7. Порошковые материалы
- •1.8. Чугуны
- •Раздел 2. Цветные металлы и сплавы
- •2.1. Медь и ее сплавы
- •2.2. Алюминий и его сплавы
- •2.3. Титан и его сплавы
- •2.4. Никель и его сплавы
- •Раздел 3. Неметаллические материалы
- •3.1. Пластические массы
- •3.2. Резины
- •Раздел 4. Композиционные материалы
- •4.1. Общая характеристика
- •Раздел 5. Материалы с особыми физическими свойствами
- •5.1. Магнитные материалы
- •5.2. Проводниковые материалы
- •5.3. Сплавы с особыми тепловыми и упругими свойствами
- •Приложение
- •Продолжение табл. 4
- •Продолжение табл. 4
- •Продолжение табл. 5
- •Продолжение табл. 5
- •Продолжение табл. 5
- •Перечень госТов на стали и сплавы
- •1. Сталь
- •2. Чугун
- •Глава 1. Модуль 1. «Строение материалов»……………….……13
1.4. Изнашивание металлов
При трибологических испытаниях (испытаниях на износ, износостойкость) основными понятиями являются изнашивание, износ и износостойкость.
Изнашиванием называется процесс постепенного измене-ния размеров, формы или состояния поверхности образца или детали вследствие разрушения поверхностного слоя в процессе трения.
Износ - результат изнашивания, определяемый с по-мощью количественной оценки процесса изнашивания.
Износостойкость (wear resistance) - способность мате-риалов или деталей сопротивляться изнашиванию в условиях внешнего трения.
К механическому изнашиванию относят абразивное, гидроабразивное, газоабразивное, эрозионное, кавитацонное и усталостное изнашивание.
Абразивное изнашивание материала происходит в результате режущего или царапающего действия твердых тел или частиц. Абразивные частицы - это частицы пыли, песка, грязи. Они попадают между контактирующими поверхностями со смазкой или из воздуха, а также могут появиться в результате развития других видов изнашивания. Абразивное изнашивание является типичным для многих деталей горных, буровых, строительных, дорожных, и других машин, работающих в средах, содержащих абразивные частицы. Скорость изнашивания высока: 0,1- 100 мкм/год.
Изнашивание, происходящее в результате воздействия твердых тел или частиц, увлекаемых потоком жидкости, называют гидроабразивным изнашиванием. Оно характерно для мешалок и импеллеров реакторов, колес и корпусов насосов, шнеков и т.д.
Если абразивные частицы увлекаются потоком газа (в дымоходах), то вызываемое им изнашивание называют газоабразивным изнашиванием.
Эрозионное изнашивание происходит в результате воздействия потока жидкости или газа на поверхность.
Под кавитационным изнашиванием понимают изнашивание поверхности при относительном движении твердого тела в жидкости в условиях кавитации. В условиях кавитации работают гребные винты, гидротурбины, трубопроводы, детали машин, подвергающиеся водяному охлаждению.
При образовании продуктов химического взаимодействия металла со средой возникает коррозионно-механическое изнашивание. При длительном трении сопряженных поверхностей в случае нормального износа окислительное изнашивание наблюдается в подшипниках скольжения, валах, втулках, поршневых колесах и т.д.
В результате одновременного механического воздействия и воздействия молекулярных и атомных сил наступает изнашивание, получившее название молекулярно-механического. К нему следует отнести изнашивание при заедании. Это результат схватывания, глубинного вырывания материала, переноса его с одной поверхности трения на другую и воздействия возникающих неровностей на сопряженную поверхность. Такие повреждения возникают там, где между поверхностями контакта исчезают разделяющие их смазочные слои, адсорбированные пленки жира, влаги, газов, оксидные пленки и др. Тогда эти поверхности под действием нагрузки сближаются на расстояние межатомного взаимодействия.
Изнашивание при заедании наблюдается на зубчатых колесах, подшипниках скольжения и т.д.
Слой смазки устраняет непосредственный контакт двух поверхностей, благодаря чему не только уменьшаются силы трения, но создаются условия для устранения или уменьшения износа поверхностей. Смазка предотвращает схватывание при трении и обеспечивает хорошую прирабатываемость.
Для многих сталей с повышением твердости относительная износостойкость возрастает. Повышение износостойкости стали достигается химико-термической обработкой, упрочнением поверхности путем механического наклепа или наплавки, образованием промежуточных пленок, предотвращающих непосредственный металлический контакт (фосфатирование, суль-фацианирование и др.). Износостойкость изделия зависит как от свойств материала, так и от условий трения.