Деформация поверхности пластическая, при трении

Механический износ. Износ элементов машин (аппаратов) происходит под воздействием механических, тепловых и химических факторов. Механический износ проявляется в пластической деформации поверхности, изменении свойств материала в поверхностном слое детали и т. д. Большое влияние на такой износ оказывают силы трения, возникающ,ие при взаимном перемещении сопряженных деталей. Вид износа, обусловленный силами трения, считается основным. [c.33]

Увеличение нагрузки,скорости или температуры приводит к тому,, что граничная пленка разрывается и происходит контакт чистых твердых поверхностей с образованием мостиков адгезии, а также. механическое зацепление неровностей одной поверхности трения с другой. В этом случае наряду с упругими появляются пластические деформации металла поверхностных слоев. Возникают значительные местные разогревы объемов металла. Чем больше металла охвачено пластическими деформациями, тем больше будет температура поверхностного слоя. Если в топливе имеются поверхностно-активные соединения, то пластическая деформация облегчается и сосредоточивается в очень тонком поверхностном слое (эффект П. А. Ребиндера). Происходит пластифицирование поверхностных слоев, нагрузка распределяется более равномерно по площади контакта. Вместе с тем при пластическом деформировании металла и его разогреве химические реакции между компонентами топлива и металлом проходят с большей скоростью. На поверхностях трения образуются слои [c.70]

В качестве модификаторов трения применяют коллоидные дисперсии не растворяющихся в масле соединений (дисульфид молибдена, графит). Однако наибольшие перспективы применения (вследствие образования более стабильных растворов) имеют маслорастворимые соединения, среди которых наивысшую эффективность проявляют маслорастворимые соединения молибдена (МСМ) [279]. К настоящему времени механизм действия МСМ изучен мало и может быть сформулирован лишь в виде гипотез. Предполагается, что взаимодействие МСМ с поверхностями трения протекает по типу пластической деформации с образованием эвтектической смеси, обладающей пониженной температурой плавления. Последняя обеспечивает невысокие значения коэффициента трения. [c.264]

В процессе трения, как известно, важна специфика образования и разрушения фрикционных связей. Образование фрикционных связей характерно в основном для сухого трения, однако в той или иной мере оно реализуется и при гранич.ной смазке в условиях неоднородности микрорельефа поверхности и неравномерности распределения нагрузки на фактической площади контакта. Согласно теории И. В. Крагельского [255], различают пять видов фрикционных связей упругое оттеснение (деформация) материала, пластическое оттеснение (деформация) материала, микрорезание, адгезионное нарушение фрикционных связей, когезионный отрыв. Упругое оттеснение материала наблюдается в случае, когда действующая нагрузка не приводит к возникновению в зоне контакта напряжений, превышающих предел текучести. В этом случае такой важный трибологический параметр, как износ, возможен лишь в результате фрикционной усталости. Пластическое оттеснение происходит при контактных напряжениях, превышающих предел текучести (при этом износ определяется малоцикловой фрикционной усталостью). Мпкрорезание наблюдается при - напряжениях или деформациях, достигающих разрушающих значений (разрушение происходит при первых же актах взаимодействия). Адгезионное нарушение фрикционной связи непоередственно не приводит к разрушениям, но вносит определенный вклад в величину напряжений, действующих на контакт. Когезионный отрыв возникает в случае, если прочность фрикционной связи выше прочности нижележащего материала. [c.240]

Как показали опыты, в заданных условиях трения (высокие удельные нагрузки, малая скорость скольжения, мягкие стальные трущиеся поверхности, сухое трение) направление следов механической обработки трущихся поверхностей относительно направления движения сопряженных пар не оказывает какого-либо заметного влияния на развитие процесса схватывания металлов, так как в начальный период испытаний происходит пластическая деформация трущихся поверхностных слоев металла, обусловливающая заглаживание всех неровностей на поверхности трения. [c.159]

Процесс разрушения начинается с пластической деформации поверхностей, которые при этом сглаживаются, их внешние слои уплотняются (образуется наклеп), находящиеся на поверхностях окисные пленки разрываются затем в местах контакта обнаженных участков происходит схватывание, т. е. образование молекулярных металлических связей под влиянием механических сил, действующих в узлах трения, эти связи разрушаются в наиболее слабых местах, при этом твердые частицы наклепанного слоя, оставшиеся на поверхности одной детали, разрушают более мягкие поверхности другой. В результате на поверхностях трения появляется множество рисок (борозд) различной глубины с рваными краями. [c.212]

Однако, вероятно, правильнее объяснить действие модифицирующих агентов (к которым, безусловно, относятся как кислород, так и сера) тем, что, образуя сульфиды и окислы, они насыщают свободные связи кристаллической решетки, возникающие при ее искажениях (дислокациях) в процессе пластической деформации поверхностей при трении. В отсутствие активной промежуточной среды, способной быстро реагировать с металлом, поверхности схватываются. [c.187]

Изменения в поверхностных слоях металлов, происходящие в результате взаимодействия с зернами абразива, выражаются в изменении напряженного состояния и степени пластической деформации поверхностей трения [73]. Перекатывающиеся с проскальзыванием по поверхности металла зерна абразива подвергают ее циклическому нагружению. Нагрузка от действия даже единичных зерен воспринимается поверхностными слоями и передается глубинным слоям, увеличивая напряженное состояние слоев металла, лежащих под поверхностью трения. [c.14]

Между чисто механической теорией трения, связывающей сопротивление тангенциальному перемещению с зацеплением шероховатостей, и молекулярной теорией, по которой трение обусловлено взаимодействием атомов сближенных поверхностей (адгезией), существуют определенные противоречия. Они в значительной степени устраняются представлениями Крагельского о двойственной молекулярно-механической природе трения, согласно которой вследствие дискретности контакта на фактических малых площадях соприкосновения развиваются высокие давления, приводящие к сближению и взаимному внедрению контактирующих участков. При тангенциальном смещении происходят деформация и механические потери или даже разрушение микровыступов на срез. С одной стороны, это связано с механическим разрушением внедрившихся выступов, которые или срезаются, или оттесняются (упруго или пластически). С другой стороны, кроме преодоления механического сопротивления, связанного с перемещением выступа, необходимо преодолеть также и силы молекулярного взаимодействия между тесно сближенными элементами поверхностей. В настоящее время установлено, что на трение твердых тел влияют все свойства поверхностных слоев и любые их изменения, которые зачастую трудно контролируемы. [c.356]

И Усилия резания являются результирующим фактором процесса резания, зависящим от упругой деформации снимаемого слоя и обработанной поверхности, пластической деформации, трения и отрыва стружки. [c.406]

Влияние смазочного масла на пластическую деформацию поверхностей зубьев изучено еще в совершенно недостаточной степени. Но можно полагать, что оно достаточно велико, поскольку условия смазки в значительной степени определяют величину коэффициентов трения между зубьями, от которых в свою очередь зависит величина тангенциальных сил, вызывающих смещение поверхностных слоев. [c.164]

Пластическая деформация в процессе трения вызывает упрочнение поверхностных слоев, повышение твердости, предела текучести, сопротивления изнашиванию. Однако при значительных нагрузках и некоторых других условиях температуры в пятнах касания могут проявить более сильное влияние на поверхности трения, чем их деформирование, в результате чего может произойти разупрочнение. В этом случае охлаждающее влияние смазки становится особенно существенным. [c.16]

Износом считают постепенное изменение размеров деталей в процессе работы под действием усилий на поверхности трения [25]. К износу относятся повреждения поверхностей при трении, в результате которых частицы выносятся из области трения и, следовательно, наблюдается потеря массы детали, а также повреждения без выноса частиц, т. е. пластическая деформация, приводящая к изменению размеров детали без уменьшения ее массы. [c.19]

Адсорбция поверхностно-активных веществ тверды- и телами приводит к снижению поверхностной энергии последних и, как следствие, к понижению прочности поверхностных слоев. Пластические деформации, возникающие при трении, способствуют появлению в поверхностных слоях дислокаций и в связи с этим развитию дефектов структуры. Поверхностно-активные соединения стремятся покрыть всю свободную поверхность твердого тела, внедряясь во все его дефекты. Поэтому в процессе пластической деформации тел роль поверхностно-активных веществ сказывается особенно сильно. [c.225]

Если смазочные пленки представляют собой стойкие адсорбционные слои поверхностно-активных веществ на всей новерхности, то а = 0, а т невелико, что бывает только при низких нагрузках, и тогда значение силы трения мало. Если же на части поверхности масляная пленка нарушилась, величина силы трения будет определяться главным образом сопротивлением срезу металла Ts или же сопротивлением срезу модифицированных слоев металла. Последние возникают в результате адсорбционного пластифицирования металла по-верхностно-активными веществами или химической обменной реакции активных присадок с поверхностью металла и имеют пониженную прочность на сдвиг по сравнению с исходным металлом. Вследствие этого сопротивление пластической деформации понижается и разрушение узлов схватывания поверхностей при трении облегчается. [c.234]

В уравнении (4. 15) первый член представляет собой затраты энергии на объемное деформирование твердого тела в соответствии с законом Кирпичева—Кика, второй — затраты энергии на неупругие деформации, работу сил трения и создание новых поверхностей, третий учитывает изменение объема области пластических деформаций в связи с изменением размеров частиц. [c.156]

Внедрение отдельных молекул илн групп молекул жидкой среды в микротрещины поверхностей трения, или по межкристаллитным плоскостям поверхностей трения приводит к облегчению микро-пластических деформаций поверхностных слоев, облегчению процессов диспергирования и т. п., что в свою очередь приводит к улучшению прирабатываемости трущихся пар, снижению сил трения и износа. [c.59]

Во время отделения стружки резцом часть металла заготовки, лежащей под ним, поднимается его закругленной частью, подвергаясь упругой и пластической деформации. После прохождения резца этот несрезанный слой металла частично и неравномерно упруго восстанавливается и вызывает трение по задней поверхности, тем самым увеличивается высота неровности профиля поверхности. При высоких скоростях резания глубина пластически деформированного слоя уменьшается. [c.62]

Под влиянием сжимающей силы поверхности тел соприкасаются по мере их сближения во все большем количестве точек. Сначала взаимодействующие элементы поверхностей деформируются упруго, затем, по мере возрастания нагрузки, упругая деформация сменяется на пластическую. С увеличением давления механическая составляющая коэффициента трения возрастает (рис. 13.2), ибо площадь касания примерно пропорциональна силе нормального давления, а сопротивление зависит от деформируемого объема поверхностного слоя. При возрастании давления адгезионная составляющая коэффициента трения сначала уменьшается (при упругом контакте), так как площадь контакта и адгезия возрастают с увеличением давления слабее, чем давление, а затем остается постоянной (при пластическом контакте), так как площадь пластического контакта пропорциональна силе нормального давления. В целом это приводит к тому, что коэффициент трения скольжения проходит через минимум, соответствующий переходу упругого контакта в пластический. Аналогичные зависимости получены в широком интервале температур, т. к. механическая составляющая зависит от глубины внедрения и с повышением температуры в результате уменьшения жесткости поверхностных слоев увеличивается. Адгезионная составляющая с повышением температуры уменьшается. Между давлением, глубиной внедрения, твердостью и температурой, а также прочностью на срез и температурой нет линейной зависимости. [c.356]

При изучении внешнего трения твердых тел важно правильно оценивать площадь фактического контакта 5ф, зависящую от механических свойств фрикционной пары, шероховатости поверхностей и силы нормального давления. Первые методы расчета были основаны на моделировании макронеоднородностей поверхности каким-либо одним видом геометрической фигуры (шар, конус, эллипсоид и др.) и на предположении, что деформация совокупности локальных контактов при выбранной модели является либо чисто упругой, либо пластической, либо упругопластической [13.3]. [c.359]

В случае деформации тел, у которых в химической связи между частицами кристалла преобладает ковалентная составляющая, повышенная хрупкость твердого тела препятствует пластическому смещению одних участков решетки по отношению к другим. Но в таком случае появляется другая возможность изменения взаимного расположения структурных элементов твердого тела за счет аморфизации поверхностных слоев частиц. Аморфизация возникает вследствие разогрева поверхности частиц от внешнего воздействия, от выделения теплоты обратимых деформаций решетки, от взаимного трения частиц друг с другом. [c.253]

При полировании под давлением круга с полирующими материалами и возникающего трения происходит деформация микро-выступов, а также частичное растекание металла вследствие пластической деформации. По-видимому, в этом процессе играют большую роль химические процессы — непрерывное образование и удаление окисных пленок, образующихся на поверхности металла. [c.157]

I Одним из наиболее активных видов механического воздействия на коррозию твердых тел при их контакте в условиях агрессивных сред является трение. Локальная пластическая деформация в тонком приповерхностном слое активирует металл и разрушает за- щитные пленки, обнажая ювенильную поверхность. Исследование, выполненное на нержавеющих сталях [130], показало, что / при трении плотность тока в области транспассивного состояния I увеличивается почти на два порядка, область активного растворения расширяется и почти полностью подавляется область пассивного состояния. Причем в пассивной области при наличии трения плотность тока почти на пять порядков выше стационарного ее значения в отсутствие трения. [c.147]

При нагрузке и скорости трения, разрушающих смазочную пленку, шероховатости начнут схватываться, металл будет переноситься с одной поверхности на другую и поверхности окажутся покрытыми царапинами. Поэтому при нормальном выламывании шероховатостей скорость износа поверхностей должна быть наибольшей, что и подтверждается линиями износа, изображенными на фиг. 21. Происходили ли пластическая деформация шероховатостей [c.46]

Для повышения противозадирных свойств поверхностей применяются различные виды покрытий и химико-термическая обработка. При этом на металлических поверхностях образуются поверхностные слои, обладающие физикомеханическими свойствами, отличными от основного металла. Влияние этих слоев на трение и износ заключается в предотвращении схватывания поверхностей и обеспечении правила положительного градиента для исключения заедания. При соблюдении услОьия иь/и О (т — сопротивление поверхностного слоя срезу г — глубина поверхностного слоя) разрушение поверхности при трении локализуется в поверхностных слоях, не переходя в пластические деформации и не вызывая глубинного вырывания. Поэтому при наличии смазочного слоя задира не происходит, а при отсутствии смазки, когда она по условиям эксплуатации недопустима, ее функции могут выполнять различные поверхностные покрытия, заранее нанесенные или самовозникающие под воздействием окружающей среды [18, 69]. [c.6]

Следовательно, элемент испытьшает трехосное равномерное сжатие, сопровождающееся упругими деформащ1Ями. Это следует из первой аксиомы реологии, согласно которой при изотротном сжатии все материальные шстемы ведут себя как идеально упругие тела, а именно, увеличивается плотность и соответственно ) еньшаются размеры при сохранении формы тела. Опыты, проводимые с пеной в барокамере при постепенном повышении давления или его стравливании, подтверждают, что пена не разрушается и не течет, лишь пропорционально меняется ее объем. Другими словами, деформации пенного слоя, при которых возникают относительные смещения ячеек, возможны лишь под действием касательных напряжений. Следовательно, при движении по поверхности без трения одинакового по высоте пенного слоя пластические деформации сдвига возникнуть не могут и геометрическая форма объема пены будет неизменной. [c.23]

В принципе при жидкостном трении возможны выкрапшвание и пластические деформации поверхностей трения — два вида износа, не требующие металлического контакта поверхностей. В практических условиях жидкостного трения пластические деформации вряд ли возможны вследствие малой величины развивающихся в масляном слое тангенциальных сил. Что касается выкрашивания, то возможность его возникновения при жидкостном трении нельзя считать исключенной, хотя она пока и не доказана. [c.32]

Задир может быть устранен снижением пластических деформаций поверхностей, что достигается увеличением их прочности. Это подтверждается тем, что поверхности закаленных сталей, а также цементированные и нитрированные поверхности обладают повышенным сопротивлением задиру. Коэффициент трения таких поверхностей больще зависит от качества поверхностей, что требует -гщатсльной их обработки. [c.105]

Поверхностно-активные молекулы, попадая в микротрещины поверхностей трения и достигая мест, где ширина зазора равна размеру одной-двух молекул, стремятся своим давлением расклинить трещину (рис. 33). Это явление известно под названием адсорбцион-но-расклинивающего эффекта, что также впервые было обнаружено и изучено акад. П. А. Ребиндером. Подсчитано, что давление на стенки трещины может достигать до 1000 кПсм . Адсорбционно-рас-клинивающее действие поверхностно-активных молекул также приводит к облегчению пластических деформаций в поверхностном слое и к понижению прочности металла. При трении металлов это приводит к лучшей приработке деталей и снижению величины силы трения. Однако адсорбционно-расклинивающее действие может приводить к увеличению износа трущихся пар за счет облегчения процессов диспергирования поверхностных объемов металла. [c.61]

Качество материала деталей оказывает большое влияние на работу трущейся пары, в частности на износостойкость пары трения. От качества материалов зав.исит интенсивность и характер пластических деформаций, усталостные явления, изменения в металле под действием теплоты трения и т. д. На износ оказывает также влияние обработка поверхности (например, закалка, цементация, азотирование). Для уменьшения износа применяются специальные антифрикционные чугуны, баббиты, бронзы и другие материалы. [c.34]

Механический износ проявляется также в пластической деформации деталей, подверженных нагрузкам. Например, валы кроме износа поверхностей трения подвергаются кручению и изгибу. Шпонки и шпоночные пазы подвергаются пластической деформации вследствие перегрузки соединения, некачественной сборки или в результате появления ударных нагрузок на шпоночное соединение. Любое болтовое соединение находится под воздействием статической нагрузки. Величина нагрузки определяется усилием затяга соединения. Переменная температура и переменное давление в аппарате приводят к появлению динамических нагрузок, под воздействием которых возникает усталость металла и удлинение болтов с искажением профиля резьбы. Пластические деформации при тепловом воздействии связаны с ползучестью металла. Для углеродистых сталей ползучесть проявляется при температурах, превышающих 375 °С, для легированных — более 420 °С. [c.39]

Моделью идеально пластического тела Сен-Венана—Кулона является находящееся на плоскости тве )дие тело (рис. VII. 4а), при движении которого трение постоянно и не злппсит от нормальной (перпендикуляпной поверхности) силы. В основе этой модели лежит закон внешнего (сухого) трения, в соответствии с которым деформация отсутствует, если напряжение сдпи1 а меньше некоторой величины Рт, называемой пределом текучести, т. е. при Р<Ят и = 0 (УП.8) [c.359]

Если материал не подвергается пластическим деформациям, то энергия, израсходованная на дробление материала, пропорциональна поверхности, образовавшейся во время дробления (закон Риттингера). Экспериментально найдены максимальные величины поверхностей, образованных единицей энергии при дроблении одного куска (числа Риттингера Н). Зная число Риттингера для данного материала и прирост удельной поверхности АР — см. уравнение (11-29), — можно определить расход энергии на измельчение 1 кг материала (Д/ /К). В действительности же расход энергии в дробилках и мельницах на измельчение 1 кг материала во много раз больше Д/ /К. Причина этого — значительные потери энергии на трение большого числа кусков материала, на-ходяидихся в движении при измельчении. [c.108]

Силовой фактор. Вследствие действия сил трения по задней поверхности инструмента поверхностный слой подвергается растяжению. При этом деформация его верхней части до какой-то глубины будет гшастичес-кой, а ниже - только упругой. После прохода инструмента упруго растянутая (нижняя) часть слоя, стремясь сжаться, сожмет пластически деформированную (верхнюю) часть слоя. В результате верхняя часть слоя будет сжата, а нижняя — частично растянута. [c.64]

Подобные закономерности коррозионно-механического разрушения сварных соединений с мягкой прослойкой отмечаются и при испытаниях в растворе сероводорода. Однако, в этом случае переноса места разрушения с металла мягкой прослойки на основной металл не было. В растворе хлорного железа коррозионное разрушение носит локализованный характер в виде точечных и сплошных коррозионных язв (рис. 4.28). Причем наиболее интенсивному разрушению подвержены участки зон термического влияния. На многих образцах коррозионное разрушение локализуется по следам интенсивной пластической деформации, происходящей в процессе сварки трением (хотя образцы после сварки подвергались высокому отпуску). Уменьшением относительной толщины мягкой прослойки способствует повышению долговечности образцов. Образцы разрушались либо по мягкому металлу в области линии сплавления, либо в зоне термического влияния. Разрушения по ЗТВ чаще наб.пюдаются при относительно высоких долговечностях (в образцах с тонкими мягкими прослойками). В растворе соляной кислоты образцы разрушались преимущественно в результате равномерного коррозионного растворения (рис.4.29) поверхности образца. Тем не менее, окончательное разрушение происходит вблизи контактных плоскостей прослойки. Образцы с достаточно тонкими мягкими прослойками (Х < 0,1) иногда разрушались по основному металлу. Указанное реализуется в случаях, когда скорость коррозии твердого металла равна или больше скорости коррозии мягкого металла, в частности, в образцах, изготовленных из сталей Ст45 + СтЗ (рис. 4.29). В противном случае, разрушение происходит по мягкому металлу (рис.4.30), хотя и отмечается рост долговечности с уменьшения относительной толщины мягкой прослойки. [c.264]

I) Взаимная пластическая деформация при поджиме частиц (прессование порошков) или участков макроскопических поверхностей (холодная сварка, граничное трение). На рис. 1 приведены гистограммы распределения р (%) по прочности (дин), точнее по lgpl, контактов между кристалликами Ag l после их поджима с разным усилием — с чистой поверхностью и в присутствии мо-ноелоя октадециламина видно, как в этом последнем случае адсорбционный слой, играющий роль структурно-механического барьера, полностью предотвращает сцепление. Гистограммы показывают также, что превращение коагуляционных контактов [c.306]

Согласно теории Боудена и Тейбора, сила трения двух твердых поверхностей обусловлена срезом мостиков сварки, образовавшихся в вершинах неровностей в результате сильной адгезии. При малых нагрузках, когда фактическое нормальное давление рф меньше предела их текучести при сжатии, происходит упругая деформация. Так как площадь фактического контакта мала, уже при весьма малых нагрузках в большинстве пятен контакта достигается предел текучести. В этих и во вновь образованных пятнах, где фактическое нормальное давление превысит предел текучести, при дальнейшем увеличении нагрузки будет происходить пластическое сжатие. При этом рф уже не превышает предела текучести о (т. е. рф<а). [c.361]

И. В. Крагельский доказал если глубина внедрения индикатора превышает упругую деформацию, то индикатор меняет профиль поверхности за счет пластического оттеснения материала как вперед, так и в стороны [37]. В результате установившегося износа поверхность материала приобретает некоторую шероховатость, при этом площадь поверхности с учетом шероховатости увеличивается. Образование неровностей на поверхности трения Л. Б. Эрлих рассматривает как потерю устойчивости тонкого поверхностного слоя. В. М. Пикуло и М. В. Ситкевич исследовали поверхностный слой штамповых сталей 5ХНМ и 7X3 в условиях сухого трения скольжения. Металлографический, дюрометрический и рентгенографический анализы позволили установить сложный характер [c.16]

Анализ радиограмм образца из высокопрочного чугуна выполненный Л. И. Марковской, позволил сделать вывод, что в процессе износа содержание углерода в поверхностных слоях увеличивается, а в глубинных слоях уменьшается [44]. Исследование изменений количества Y-фазы и углерода в поверхностных слоях образца показало, что содержание углерода изменялось идентично количеству уфазы. Было отмечено также снижение темпа износа и одновременно увеличение содержания карбидной фазы в поверхностных слоях при увеличении давления. В большинстве случаев появление аустенита в поверхностях трения приводило к увеличению износостойкости материала. Таким образом, было установлено, что в процессе трения в результате интенсивной пластической деформации при повышенных температурах происходит диффузия, приводящая к перераспределению химических компонентов сплава. Процессы фазовых превращений и изменение концентрации химических элементов существенно изменяют свойства поверхностных слоев металла, что влияет на его сопротивление изнашиванию. [c.22]

Абразивное изнашивание по Б. И. Костецкому [109]—это процесс интенсивного разрушения поверхностей деталей машин при трении скольжения, обусловленный наличием абразивной среды в зоне трения и выражающийся в местной пластической деформации и микрорезании абразивными частицами поверхностей трения . Автор дает две схемы контакта абразива с поверхностью металла близкие к с се-мам К. Веллингера Г. Уэтца (рис. 39, а). [c.108]