Результате скольжения

Процесс холодной сварки протекает при нормальной или даже отрицательной температуре практически мгновенно, только в результате схватывания, и диффузионные процессы в данном случае практически не успевают развиться. В связи с этим холодную сварку целесообразно применять для соединения таких разнородных материалов, которые могут давать при плавлении и диффузионном взаимодействии хрупкие интерметаллиды (например, для соединения меди с алюминием).

изнашивание при заедании, происходящее в результате схватывания, глубинного вырывания материала, переноса его с одной поверхности трения на другую и воздействия возникших неровностей на сопряженную поверхность; заедание может привести к задиру—появлению широких и глубоких борозд в направлении скольжения;

Изнашивание при заедании. При больших значениях контактных напряжений ан (или давлений р) в результате разрушения защитных масляных пленок отдельные участки поверхностей трения могут вступать в такой тесный контакт, при котором приходят в действие силы молекулярного сцепления. Это явление называют схватыванием. В результате схватывания происходит вырывание из более мягкой поверхности частиц металла. Последние в виде наростов с более твердой поверхностью, двигаясь, оставляют глубокие борозды на поверхности с меньшей твердостью. Повреждение поверхностей трения в виде борозд называется задиром. Задир — это наиболее опасный вид изнашивания.

При изнашивании поверхностей наряду с распространением износа на всю поверхность трения наблюдаются его локальные виды, которые обычно относятся к недопустимым видам повреждений. Например, на тормозных барабанах наблюдаются риски (рис. 24, ж) как результат недостаточной защиты поверхности трения от загрязнения. В золотниковых и плунжерных парах гидросистем в результате схватывания, когда появляются молекулярные силы взаимодействия, возникают задиры в виде локальных разрушений поверхностей (рис. 24, з) [107]. Задиры могут проявляться и в виде единичных повреждений, когда имеет место лавинообразный процесс разрушения (рис. 24, и). Локальные повреждения, связанные с наростом материала, могут проявляться либо в зонах наиболее интенсивной напряженности изделия, как, например, у режущих кромок металлорежущего инструмента (рис. 24, к), либо при явлениях переноса металла (рис. V24, л). В ряде случаев .наблюдается налипание на работающую поверхность детали посторонних частиц (рис. 24, м).

Значительное влияние на схватывание оказывают дисперсность и форма частиц, что подтверждают исследования с серебряными порошками, полученными электролитическим способом (частицы имеют форму дендритов) и "химическим восстановлением (частицы плоской формы толщиной около 0,1 мкм). Повышение дисперсности, порошка облегчает сцепление частиц, поскольку создание достаточной площади истинного контакта при прочих равных условиях и возможность сохранения возникшего сцепления у более мелких частиц выше, чем у крупных (рис. 27). Существенно сказывается на схватывании частиц их форма. При сближении с твердой поверхностью наибольшая площадь контакта (в случае приложения одинаковой нагрузки) будет у частиц плоской формы. Возникающие в таких частицах после снятия нагрузки внутренние напряжения меньше, чем в частицах иной формы. Как видно из рис. 27, скорость процесса образования покрытия в результате схватывания плоских частиц (кривые 3, 4) превышает скорость образования

В металлах первой группы (фиг. 50,а) при изменении скорости скольжения наблюдается чередование видов износа в результате схватывания и окисления, причем интенсивность окислительного износа незначительна благодаря образованию износостойких пленок окислов.

Больше того, нанесение хромового покрытия вызывает значительное снижение усталостной объемной прочности главных шатунов, а при разрушении этого покрытия в результате схватывания первого рода усталостная объемная прочность главных шатунов снижается до 50—60%.

Таким образом, процесс хромирования поверхностей трения главных шатунов не только не устраняет явления схватывания первого рода, но и может вызвать значительное снижение объемной усталостной прочности детали. Кроме того, при разрушении хромового покрытия в результате схватывания первого рода происходит дополнительное снижение усталостной и объемной прочности шатунов примерно на 50—60% вследствие образования микротрещин и вырывов металла.

Было установлено, что процесс схватывания первого рода в большинстве исследуемых деталей возникает и развивается в непродолжительный период времени и при дальнейшей эксплуатации самолета может прекращаться. После интенсивного разрушения поверхностей трения наступает резкое уменьшение износа. При этом происходит частичное заглаживание неровностей, образовавшихся на поверхности трения в результате схватывания. Установ-

Образовавшиеся глубокие вырывы металла на поверхности трения в результате схватывания и разрушения узлов схватывания вызывают резкое уменьшение объемной усталостной прочности деталей, так как в местах вырывов металла происходит концентрация напряжений и образуются микротрещины, которые, постепенно развиваясь, в отдельных случаях приводят к полному разрушению деталей.

Как установлено, возникающие в процессе эксплуатации исследуемых деталей шасси явления схватывания протекают кратковременно, после чего наступает такой период, когда явления схватывания при неизменных условиях работы шасси полностью прекращаются. Происходит резкое уменьшение износа поверхности трения и частичное заглаживание неровностей, образовавшихся в результате схватывания.

В процессе нарезания зубчатых колес на поверхностях зубьев возникают погрешности профиля, появляется неточность шага зубьев и др. Для уменьшения или ликвидации погрешностей зубья дополнительно обрабатывают. Отделочную обработку для зубьев незакаленных колес называют шевингованием. Предварительно нарезанное прямозубое или косозубое колесо 2 плотно зацепляется с инструментом / (рис. 6.112, а). Скрещивание их осей обязательно. При таком характере зацепления в точке А можно разложить скорость иш на составляющие. Составляющая v направлена вдоль зубьев и является скоростью резания, возникающей в результате скольжения профилей. Обработка состоит в срезании (соскабливании) с поверхности зубьев очень тонких волосообразных стружек, благодаря чему погрешности исправляются, зубчатые колеса становятся более точными, значительно сокращается шум при их работе. Отделку проводят специальным металлическим инструментом — шевером (рис. 6.112,6). Угол скрещивания осей чаще всего составляет 10—15°. При шевинговании инструмент и заготовка воспроизводят зацепление винтовой пары. Кроме этого, зубчатое колесо перемещается возвратно-поступательно (snp) и после каждого двойного хода подается в радиальном направлении (st). Направления вращения шевера (уш) и, следовательно, заготовки (узаг) периодически изменяются. Шевер режет боковыми сторонами зубьев, которые имеют специальные канавки (рис. 6.112, в) и, следовательно, представляют собой режущее зубчатое колесо.

Рис. 30. Изменение формы зерна железа в результате скольжения. Штрихппой линией покпзаиа границ;! деформированного зерна, кажущаяся ровной благодаря ничтожно милым размерам пачек скольжения:

Пластическая деформация металла — это последовательное массовое перемещение атомов по определенным плоскостям и направлениям кристаллической решетки. Перемещение происходит в результате скольжения или двойникования атомных слоев металла по определенным кристаллографическим плоскостям и направлениям скольжения.

При соприкосновении двух поверхностей контакт происходит не по всей площади, а лишь на относительно небольшом числе выступов шероховатостей. В результате скольжения поверхностей друг относительно друга неровности одной поверхности стирают неровности противоположной и образуется гладкий след. Если эта поверхность металлическая, то здесь сразу же адсорбируется газ или происходит ее окисление. Последующие перемещения шероховатостей стирают пленку оксида; они могут и механически активировать реакцию адсорбции кислорода на металле и образования оксида, который, в свою очередь, также стирается (рис. 7.20). Это химическая составляющая разрушения при фреттинге. Кроме того, шероховатости вызывают определенный износ, удаляя частички металла. Это механическая составляющая. Оторвавшиеся частицы металла превращаются в оксид, и поверхность металла через некоторое время начинает истираться о движущиеся частицы в большей степени, чем о противоположную поверхность (в результате низкое вначале электрическое сопротивление между поверхностями становится высоким).

Автоколебания маятника. Рассмотрим колебания маятника, подвешенного на оси во вращающейся втулке (рис. 156), и превращение его энергии в различных случаях. Пусть маятник покоится. Тогда вращающаяся втулка в результате скольжения относительно оси совершает работу на преодоление сил трения. Эта работа полностью превращается во внутреннюю энергию, и в результате ось и втулка нагреваются. Источником энергии, превращенной во внутреннюю, является машина, приводящая во вращение втулку.

Роликовые цепи (рис. 263) состоят из чередующихся внутренних / и наружных // звеньев. Внутренние звенья выполнены из двух пластин 1 с двумя напрессованными в них втулками 2, а наружные звенья — из двух пластин 3 с двумя напрессованными валиками 4. Относительный поворот звеньев цепи происходит в результате скольжения валиков во втулках. Для уменьшения износа звездочек

В зоне III развитие разрушения в полотне диска характеризуется внутризеренным смешанным разрушением в результате скольжения и вязкого статического разрушения (см. рис. 10.7г). Наблюдаемый характер формирования вырожденных ямок свидетельствует о низкой работе разрушения статического проскальзывания. Первоначальное внутризеренное интенсивное скольжение практически полностью разупрочняет объем зерна, в результате чего в момент формирования свободной поверхности процесс порообразования ограничен потерей прочности и декогезией в плоскостях скольжения. Образование поверхности излома происходит преимущественно путем вскрытия или отсоединения объемов материала по зонам декоге-зии с одновременным низкопластичным разрушением материала по локальным зонам с сохранившейся когезивной прочностью путем формирования в них вырожденного ямочного рельефа. Такая ситуация отражает процесс разрушения, когда выдержка материала под нагрузкой сопровождается порообразованием (внутризеренно) и коалесцен-цией пор (рис. 10.8). За полет, длящийся десятки минут, продвижение трещины может быть реали-

Можно считать установленным, что пластические сдвиги, возникающие в металле под действием циклической нагрузки, приводят к наклепу и перераспределению напряжений как между зернами, так и внутри самих зерен. Наклеп для многих металлов сопровождается увеличением твердости. Пластическая деформация накапливается в результате скольжения и двойникования вдоль тех же кристаллографических плоскостей и по тем же направлениям, что и при действии статических нагрузок. И. А. Одинг дополнил эту теорию, обратив внимание на то, что циклические повторяющиеся напряжения вызывают в металле два одновременно протекающих явления: упрочнение и разупрочнение [Л. 31]. Упрочнение связывается с наклепом и старением, а разупрочнение-—с появлением напряжений второго рода, искажений третьего рода, дроблением кристаллов на блоки.

Если считать, что процесс усталостного разрушения на стадии возникновения усталостной трещины состоит из двух этапов (1 — возникновение поверхностных трещин в результате скольжения в наиболее благоприятно ориентированных зернах и 2 — преодоление трещиной границы зерна и распространение ее на несколько зерен), то можно предположить, что на первом этапе основное влияние на разрушение оказывают амплитуда касательных напряжений и их градиент, а на втором — максимальные нормальные напряжения. Таким образом, параметром, которым различаются переход от первого ко второму этапу развития начальной усталостной трещины при изгибе и кручении, является критический размер трещины. При изгибе это примерно одно-два кристаллических зерна, при кручении — площадка размером до 1 мм. Сопоставление числа первичных усталостных трещин, возникающих на поверхности образцов при кручении и изгибе, в условиях действия критического напряжения сдвига на базе 107 циклов нагружения, показывает, что при кручении начальных трещин образуется значительно больше (табл. 10).

В этой работе Кулон указывает на то, что разрушение сжатой призмы происходит в результате скольжения одной ее части по другой по некоторой плоскости, составляющей 45° с направлением сжатия. Скольжение возникает при достижении составляющей сжимающей силы в указанной плоскости предельной величины, обусловленной сопротивлением скалыванию в ней вследствие сцепления. Величину же предельного касательного напряжения (тпр) Кулон ошибочно полагал равной апр при растяжении вместо апр/2.

Кроме того, исключена возможность развития трещины в результате скольжения и ползучести по границам зерен: последнее может иметь место в вакууме и влияние среды при этом не является необходимым условием, как в случае КР. Усталость и коррозионная усталость также не рассматриваются в данной главе, так как речь идет только о статических нагрузках.