Содержание

Введение………………………………………………………………………………...3

1. Сущность и механизм фреттинг-коррозии………………………………………...4

1.1. Механизм фреттинг-коррозии……………………………………………...6

2. Характеристика повреждений деталей машин при фреттинг-коррозии…………7

3. Меры предотвращения……………………………………………………………..11

4. Кавитационное разрушение (кавитационная эрозия)…………………………...12

4.1 Полезное применение кавитации………………………………………….14

Заключение…………………………………………………………………………….16

Список литературы……………………………………………………………………17

Введение

Для ускорения технического прогресса необходимо развивать выпуск экономичных, надежных и долговечных машин, повышать уровень их конструирования и совершенствовать технологию производства. Одной из первоочередных задач является обеспечение высокой надежности и долговечности тех наиболее распространенных типов узлов, в которых конструктивно предусмотрено сопряжение деталей. Недостаточная контактная прочность последних, определяющая в большинстве случаев прочность узла, снижает эксплуатационную надежность и долговечность машин, приборов и аппаратов.

Как известно, ресурс работы ответственных узлов зачастую ограничивается преждевременным износом или разрушением контактирующих деталей в результате развития особого вида повреждения поверхности, получившего название фреттинг-коррозии и возникающего на контактирующих металлических поверхностях при относительном колебательном движении. Такое движение может вызываться вибрациями, возвратно-поступательным перемещением, периодическим изгибом или скручиванием сопряженных деталей. Относительное перемещение поверхностей может быть очень малым, тем не менее оно является достаточным для возникновения фреттинг-коррозии.

При фреттинг-коррозии значительно ухудшается качество поверхностей деталей, а это может привести к существенному снижению их усталостной прочности. До сих пор при оценке усталостной прочности конструкторы практически не учитывают влияние этого фактора. Однако эксперименты показывают, что под влиянием фреттинг-коррозии усталостная прочность может понизиться в несколько раз.

Вследствие интенсивного износа контактирующих поверхностей при фреттниг-коррозии детали часто теряют размеры и допуски. Трудно преувеличить масштабы выхода из строя машин и механизмов по причине фреттинг-коррозии и наносимый ею экономический ущерб.

В связи с увеличением в современных конструкциях нагрузок, рабочих скоростей и уменьшением допусков глубокое изучение причин возникновения фреттинг-коррозии и изыскание эффективных мер борьбы с ней обрело большое народно-хозяйственное значение для современного машиностроения.

1. Сущность и механизм фреттинг-коррозии.

Фреттинг-коррозия — еще одно следствие механических на- пряжений, которое может приводить к усталостному или корро- зионно-усталостному разрушению металла. Это разрушение про- исходит на поверхности раздела двух контактирующих друг с другом тел, причем оба (или одно из них) металлические и слегка скользят друг относительно друга. Скольжение обычно имеет колебательный характер, например при вибрации. Продолжитель- ное скольжение, когда один ролик вращается несколько быстрее контактирующего с ним, приводит к аналогичному разрушению.. К тому же типу разрушения относятся коррозионный износ и окисление при трении.

Разрушение вследствие фреттинг-коррозин характеризуется-обесцвечиванием металлической поверхности, а в случае колеба­тельного движения — и образованием язв; в этих язвах заро­ждаются усталостные трещины. Быстрое превращение металла в оксид само по себе обусловливает неисправность в работе меха­низмов, так как нарушается точность размеров, а продукты коррозии могут вызывать забивку или заедание. Продукты коррозии вытесняются из-под трущихся поверхностей, в случае стали они состоят в основном из α-Fe₂O₃ небольшим количеством порошка железа. При длительных испытаниях никеля продукты кор­розии представляют собой NiO и малые количества Ni; для меди —ц это Cu₂0 и немного СuО и Сu.

Фреттинг-коррозия часто является причиной разрушения рес­сор, головок болтов и заклепок, деталей самоустанавливающихся механизмов подшипников на камнях, винтов регулируемого шага, деталей на горячей посадке, контактов электрических реле, сое­динительных тяг и многих других механизмов, подвергающихся вибрации. Фреттинг-коррозия может вызвать обесцвечивание сло­женных штабелями листов металла при транспортировке. Впервые фреттинг-коррозия была отмечена при перевозке автомобилей по железной дороге из Детройта на Западное побережье. Вслед­ствие вибрации шарикоподшипники колес подвергались фреттинг-коррозии с образованием питтингов, что привело к порче автомо­билей. Подобное разрушение чаще наблюдалось в зимнее время, но его можно избежать, если на время перевозки разгрузить колеса.

Лабораторные исследования показали, что для возникно­вения фреттннг-коррозии при трении стали о сталь требуется кис­лород, а не влага. Разрушение во влажном воздухе меньше, чем в сухом; еще меньшие разрушения наблюдаются в атмосфере азота. С понижением температуры коррозия усиливалась. Та­ким образом, становится очевидным, что механизм фреттннг-кор­розии не электрохимический. Разрушение увеличивается с возра­станием нагрузки вследствие интенсивного питтингообразования на контактирующих поверхностях, так как продукты коррозии, например α-Fe₂O₃, занимают больший объем (в случае железа — в 2,2 раза), чем металл, из которого образуется данный оксид. Так как при колебательном скольжении оксиды не могут удаляться с поверхности, их накопление ведет к локальному увеличению напряжения, а это ускоряет разрушение металла в тех местах, где скапливаются оксиды. С увеличением скольжения фреттинг-коррозия также возрастает, особенно при отсутствии смазки на трущихся поверхностях. Увеличение частоты при одном и том же числе циклов снижает разрушение, но в атмосфере азота этого эффекта не наблюдается. На рис. 1представлены графики за­висимости фреттинг-коррозии от разных факторов. Заметим, что скорость коррозии в начальный период испытаний больше, чем при установившемся режиме.

Рис.1 Потери массы малоуглеродистой стали при фреттинг-коррозии в контакте с такой же сталью на воздухе.