2. Окислительный износ

развивается в условиях трения качения и трения скольжения со скоростями относительного движения деталей 1,5-7,0 м/с (без смазки). При граничной смазке интервал относительных скоростей увеличивается до 20 м/с.

Механизм разрушения поверхностей определяется взаимодействием материалов деталей с кислородом окружающей среды: насыщением металлов кислородом за счёт химических реакций, проникновения кислорода в поверхностные слои деталей и растворением кислорода в поверхностных слоях. Тепловыделение при трении, способствующее диффузии из газовой или смазочной среды O2, S, P, Cl, вызывает образование твёрдых растворов и пленок окислов, защищающих исходные материалы сопряжённых деталей от интенсивного износа. Эти процессы характерны для узлов трения, детали которых изготовлены из материалов с высокой твёрдостью и повышенным пределом текучести. Изнашивание поверхностей заключается в периодическом появлении и скалывании твёрдых и хрупких химических соединений (рисунок 3.2), проявляющихся в виде окисных плёнок.

Проявление. Внешний вид деталей, работающих в условиях окислительного износа, характеризуется появлением матовых полос, состоящих из плёнок оксидов, твёрдых растворов и химических соединений металла с кислородом. Это наиболее благоприятный вид изнашивания. Скорость изнашивания минимальна по сравнению с другими видами механического износа - 0,1-0,5 мкм/ч. Коэффициент трения зависит от формы трущихся поверхностей и колеблется в пределах 0,3-0,7 при отсутствии смазывания.

Подвергаются детали шарниров и сопряжений, работающих без смазки, подшипников, ШПГ компрессоров, приводы аппаратов и устройств регулирования напряжения и т.п.

3. Износ схватыванием второго рода (горячий задир). Условия образования:

• трение скольжения;

• высокие давление и скорость относительного перемещения (свыше 4 м/с), сочетание которых обусловливает большие потери на трение;

• высокий градиент и интенсивное возрастание температуры в поверхностных слоях (до 1600 °С).

Проявление. Различают три стадии износа схватыванием второго рода:

Первая стадия соответствует для сталей интервалу температур до 600 °С, мало снижающих механические свойства материалов. Внешний вид поверхности: вырывы частиц на детали из менее прочного материала, чередующиеся через примерно одинаковые промежутки.

Вторая стадия износа развивается в интервале температур 600-1400 °С. Такая температура заметно снижает механические свойства сталей, и металл размягчается. Внешний вид поверхности: на контактной поверхности более прочной детали видны налипание и размазывание металла, а на поверхности менее прочной детали - вырывы.

Третьей стадии износа соответствуют температуры плавления. Расплавленные слои металла уносятся со смазкой, и на поверхности трения появляются оплавленные бороздки. Скорость изнашивания составляет 1-5 мкм/ч. Коэффициент трения колеблется в пределах 0,1-0,5.

Претерпевают детали подшипников, моторных приводов, редукторов.

4. Осповидный износ

возникает при трении качения, переменных или знакопеременных нагрузках и высоких давлениях, достигающих предела выносливости. Многократные нагружения вызывают усталость материала. На плоскостях максимальных напряжений внутри детали зарождаются трещины. Их развитие приводит к разрыву контактной поверхности, что принципиально изменяет характер взаимодействия деталей. Движение тел качения через разрыв поверхности сопровождается динамическими явлениями, в результате чего износ прогрессирует.

Проявление. В местах образования сколов на контактных поверхностях появляются осповидные углубления.

Наиболее характерный вид изнашивания для деталей подшипников качения.