4.2.3 Отличия водородного изнашивания от водородного охрупчивания

Водородное изнашивание не имеет общих черт с водородным охрупчиванием стали ни по интенсивности и характеру распределения водорода в стали, ни по характеру разрушения. Водородное изнашивание связано только с процессом трения и обусловлено трением: трение создает условия для диффундирования водорода из смазочного материала на некоторую глубину от поверхности трения, где располагается максимум температуры при трении. Там образуются множественные трещины, которые сливаясь разрушают металл.

4.2.4 Методы уменьшения и предупреждения водородного изнашивания

1. При выборе материалов для узлов трения необходимо учитывать степень их наводороживания и охрупчивания. Введение в сталь меди, хрома, ванадия, титана снижает проникновения в нее водорода.

Холоднодеформированная сталь может поглотить в 1000 раз больше водорода, чем отожженная.

Водородная хрупкость проявляется в основном в сталях ферритного класса. В закаленных и слабоотпущенных сталях хрупкое разрушение может быть даже при ничтожно малом количестве водорода.

Необходимо, где возможно, исключать из узлов трения полимеры, способные к быстрому разложению и выделению водорода.

2. В смазывающие жидкости полезно вводить ингибиторы проникновения водорода (кремний и органические соединения, содержащие несколько атомов хлора). Механизм их действия: при электролизе ионы водорода разряжаются на внешней поверхности ионов- в результате нарушается непосредственный контакт ионов водорода с поверхностью катода.

3. Водородное изнашивание можно снизить удалением из зоны контакта веществ, способствующих проникновению водорода: селен, сурьму и др.

4.3 Абразивное изнашивание

Абразивным материалом именуют минерал естественного или искусственного происхождения, зерна которого имеют достаточную твердость и обладают способностью резания (скобления, царапания).

Абразивным изнашиванием называют разрушение поверхности детали в результате ее взаимодействия с твердыми частицами при наличии относительной скорости. В роли таких частиц выступают:

• неподвижно закрепленные твердые зерна, входящие в контакт по касательной либо под небольшим углом атаки к поверхности детали (например, шаржирование посторонними твердыми частицами мягких антифрикционных материалов);

• незакрепленные частицы, входящие в контакт с поверхностью детали (например, насыпные грузы при их транспортировании соответствующими устройствами, абразивные частицы в почве при работе почвообрабатывающих машин и т. д.);

• свободные частицы, пребывающие в зазоре сопряженных деталей;

• свободные абразивные частицы, вовлекаемые в поток жидкостью или газом.

Абразивному изнашиванию подвергаются детали сельскохозяйственных, дорожно-строительных, горных, транспортных машин и транспортирующих устройств, узлы металлургического оборудования, металлорежущих станков, шасси самолетов, рабочие колеса и направляющие аппараты гидравлических турбин, лопатки газовых турбин, трубы водяных экономайзеров и паровых котлов, лопасти дымососов, трубы и насосы земснарядов, бурильное оборудование нефтяной и газовой промышленности, подшипники валов гребных колес, подшипники гребных валов судов при плавании на мелководье и т. п.

На процесс абразивного изнашивания может влиять:

• природа абразивных частиц;

• агрессивность среды;

• свойства изнашиваемых поверхностей;

• ударное взаимодействие;

• нагрев и другие факторы.

Изнашивание твердыми зернами - при контакте абразивные частицы (зерна), оставаясь целыми или разрушаясь упруго деформируют металл. При этом зерна могут вдавливаться в металл, повернуться или даже выйти из контакта, оставив полосу.

Изнашивание при ударе абразивных частиц - этот процесс называют ударно- абразивным изнашиванием. На него влияет природа и геометрическая форма, твердость, хрупкость абразивных частиц, толщина слоя абразива, энергия удара, твердость испытуемого материала, наличие жидкости в зоне удара и т.д. Поле ударно- абразивного износа на поверхности остаются лунки.

Изнашивание в зонах пары трения. Попавшие в зазоры пар трения абразивные частицы участвуют в восприятии приложенной нагрузки и могут в зависимости от условий впрессовываться в поверхности трения, раздавливаться на более мелкие фракции, скользить или перекатываться вдоль поверхности изнашивания, упруго и пластически деформируя ее.

Изнашивание в потоке газа или жидкости. Здесь контакт с деталью может протекать под разными углами атаки жидкости или газа. Износ зависит от массы частиц, скорости их падения, свойств абразива, физико-механических свойств металла. При этом на поверхности детали может возникнуть либо упругая деформация, либо пластическая деформация, хрупкое разрушение, перенаклеп с отделением металла в виде чешуек.