Енциклопедия на трибология - абразия

Абразивни материал, наречен механично износване в резултат главно рязане или надраскване действие върху него на абразивните частици в свободна или затегнат. Абразивни частици, имащи по-голяма от метал, твърдост и унищожават повърхностни части рязко повишаване на тяхната износване.

Абразивно износване е един от най-често срещаните видове облекла. Този тип износване склонни части и триене повърхности на повечето машини и оборудване, използвани в минната промишленост, селското стопанство, пробиване оборудване и инструменти за, работни органи и шасито на пътното строителство и инженеринг на трафика, шлифоване, нарязването, смесването на оборудване и за обработка на машини промишленост и т.н. .d.

Отличителен белег на абразивно износване е да участват в процеса на твърди частици с различна структура, форма, размер, твърдост, якост, ниска адхезия към метални повърхности. Триене в присъствието на абразивни частици, характеризиращи се с нестационарни твърди контакт с повърхността на износване, широк спектър и високи концентрации на стрес, физико-химично активиране на повърхности на твърди вещества.

Поради естеството на действието сила на абразивни части на триене се отличават (Фигура 1):

а) плъзгащите части от монолитна абразив;
б) подвижен детайлите на износване;
в) сблъсък с абразивни частици;
ж) сблъскване части с монолитна абразив;
г) подлагане на поток от абразивни частици с обработваемото изделие (хидроабразивни и газ абразия износване);
д) плъзгащи части на маса на абразивни частици;
w) взаимодействие на чифтосване части в контакт с абразивните частици.

Фиг.1. Схема сила взаимодействие с абразивен компонент.

Всеки тип взаимодействие води до присъщ състояние стрес щам, степента на активиране и последващото разрушаване на повърхността на детайла. увреждане на повърхността може да бъде в резултат на един взаимодействие с абразив повърхност (чип рязане) или множество процеса повърхност деформация абразивни частици. Като се имат предвид по-горе обсъдени разликите в механизмите недостатъчност повърхности класифицират материали според способността им да се противопоставят на абразия не е възможно.

Решение насочено проблеми Синтез на износоустойчиви материали, изборът на материали и компоненти в възли триене износване прогнозиране изискват намирането на връзка между устойчивостта и други свойства на материалите лесно определими чрез стандартни методи.

Изследванията на износване материали корунд платно проведени MM Хрушчов показва, че относителната устойчивост на износване на чисти метали в състояние nenaklepannom и стомана в темперирани състояние е пряко пропорционална на твърдостта на материала (фигура 2, таблица 1): ε

HB. За топлинно обработени стомани се характеризират със зависимост

където ε0 - относителната устойчивост на износване на стомана в темперирани състояние; α - коефициент на пропорционалност; NV0 - твърдост на стомана в темперирани състояние.

Фиг.2. Относително износоустойчивост ε микротвърдост Н на метали.

Таблица 1. Относителен твърдост и абразивна устойчивост на износване на различни уеб материали.

абразивни процеси износване зависят от формата и размера на абразивните частици, възможността за определяне на материал (повърхност преувеличава) на съотношението на твърдост и абразивни материали Nm Ха. Когато Nm = KT / Ha <0,5 возможно прямое разрушение материала; при Kт> 0,7 директен деградация на материала, след като тя е малко вероятно и процесът продължава в Многопръстен.

Сравнителен твърдост материал по скалата на Моос е показано на фигура 3. Силата на абразивните частици за намаляване на увеличения размер, особено интензивно от 100 микрометра.

Фигура 3. Твърдостта на материалите по скалата на Моос.

Когато абразивно износване е необходимо да се осигури оптимално съотношение на твърдост на абразив и Изтриваем материал. Както се вижда от фиг.4, на износване материал започва едва след твърдостта надвишава твърдостта на абразивен материал в К1 пъти (преминаване от зона I към зона II).

Допълнително увеличение на твърдостта води до износване на скоростта на растеж материал (зона II), докато, докато определено съотношение на твърдост и твърдост абразивни Ха Nm материал. равно на К2. Като се започне от тази връзка, по-нататъшно увеличаване на твърдостта на абразивното не оказва влияние върху износването на материала и неговата относителна износоустойчивостта (зона III).

Фигура 4. Схема три региона в зависимост от степента на износване на lh и £ относителната износоустойчивостта на съотношението на твърдост Н и твърдост абразивен материал и H m (за ММ Хрушчов)

В реакцията на масата на абразивните зърна на повърхността на метала на износване е по същество мултициклена характер, която се проявява дори и в такива тежки условия на работа, тъй като взаимодействието работа части на строителна техника земята.

Устойчивост на абразия също зависи от състава и структурата на повърхностните слоеве на метал. Оптимално абразивна устойчивост се постига, когато структурата на материал с висока устойчивост на натиск, якост на срязване значително молекулно механично свързване на структурните компоненти, комбинация от твърдост и якост без крехкост; висока топлопроводимост; с малки разлики в разширяване температура коефициенти на фазите на насищане и висока еднородност резистентност microdistribution легиращи елементи корозия. Получаване това, понякога противоречиви, комплексни свойства не е възможно в еднофазни материал, и чрез създаване на разнородни материали.

относителна устойчивост на износване на различни структури сплави базирани на желязо е дадена в таблица 2. Ефект на топлинна обработка на метал износване е представена в Таблица 3. Увеличете износоустойчивост допринесе за:

насищане на повърхностните слоеве на елементите, образуващи съединение карбиди на висока твърдост, нитриди, бориди метали;
Способността меки структури (например аустенитни) да притежават висока твърдост кристалитите в повърхностния слой;
способността да се втвърди материала по време на деформацията от триене (например, аустенитна стомана 110G13L) и други свойства на материалите.

Устойчивост на износване материали, когато в присъствието на абразивен силно зависи от условията и режимите на работа.

Таблица 2. Относителен износоустойчивост на структурните компоненти на сплави от желязо база чрез триене на приспособлението за проба.

Увеличаването на твърдостта на материала части в тънките повърхностните слоеве

Добавянето на абразивните частици в района на контактните части с смазочни материали значително увеличава степента на износване, което се наблюдава в бутални двойки и плъзгащи лагери двигатели, мотори, клапани и устройства за превключване трансмисии. Износване се увеличава с концентрацията на абразив, неговата твърдост, зависи от формата и размера на частиците на. Материалознание методи за справяне с такова влошаване, като изберете и създаване на нови материали, технологии за закаляване значително изчерпани. Значително по-голям ефект предостави методи за защита срещу проникване на абразив при контакт: печати, филтри, утаители басейни и други.

полимери в присъствието на абразивно износване има специфични характеристики, свързани с техните деформация якостни свойства. Характерен ефект на твърдост на износоустойчивост, не могат да бъдат проследени. Полимерни е по-забележима устойчивост на износване на модула на еластичност, а тенденция за увеличаване на износоустойчивостта с намаляване на модула на еластичност. Значително влияние върху износването на полимерни материали имат температура време фактори, които отново потвърждава естеството на процеса на топлинна активиране на износване.

Носете части ударни натоварвания на абразивното има редица функции. Стомани за износване засяга абразивни слой, енергията на удара при въздействие върху абразив, формата и контактната зона, размера на абразивните частици, съотношението на твърдостта на материала и абразивни. При избора на материали за компоненти, работещи в режим на шок-абразивно износване, използването на една твърдост като критерий за издръжливост е недостатъчна. Интегриран подход към използването на такива материали свойства като якост, еластичност, твърдост, на която въздействие на ударния частиците съхранение на енергия.

Факторите, определящи износване специфичност на въздействие, са сложни и многобройни, подробности въздействие взаимодействие с абразив, въвеждането на твърдите частици в метала, еластичните и пластмасови свойствата на повърхностния слой с последващо развитие в него на температурата, фаза и структурни промени, умора явления, промяната на първоначалния състав на материала в повърхностни слоеве.

В зависимост от свойствата на материалите и енергията на удара унищожаване на повърхността може да има различни физически характер: крехко разрушаване нарязани, ниско умора цикъл, сферографитен фрактура. Ако крехко разрушаване с увеличаването на износване устойчивост на материала се увеличава еластичността. Ниска умора цикъл при шок-абразивно износване развива с повишаване на температурата и последващо крехкост на самостоятелно укрепване на повърхностните слоеве. Когато твърдост податлив на счупване повишава устойчивостта на износване на материала.

С оглед на двусмислен ефект на твърдост на степента на износване на различни видове дейности, сила възможно най-прости материали критерии за устойчивост прилагат комплексни мерки, които се вземат предвид твърдостта, пластичността, характеристики умора, енергийната интензивност на повърхностните слоеве. Например, теорията на умора фрактура повърхностния слой следва при носене.

където HB - твърдост; ε0 - щам при скъсване; а и β - параметри, свързани с релефни и умора свойствата на материалите на.

Сайта е създаден в uCoz система