Трибология и триботехника

Фреттинг-коррозия - это изнашивание плотно контактирующих тел при их колебательном относительном перемещении в условиях воздействия коррозионной среды. Изнашивание при фреттинг-коррозии происходит при малых колебательных перемещениях Это особая форма изнашивания и по условиям возникновения и характеру проявления заметно отличается от обычного коррозионно-механического изнашивания при однонаправленном движении. Вследствие малой амплитуды колебаний продукты износа полностью не удаляются из зоны трения и оказывают определенное абразивное воздействие на основной металл, что может привести к заклиниванию сопряжений. При этом повреждения локализуются на участках действительного контакта. Эти повреждения имеют вид натиров, налипаний металла, вырывов или раковин, часто заполненных продуктами коррозии. Специфический характер изнашивания при фреттинг-коррозии проявляется также в том, что окислительная среда интенсифицирует процесс изнашивания, окисление при этом протекает интенсивно и продукты изнашивания в основном представляют собой диспергированные оксиды трущихся металлов. Фреттинг-коррозия снижает усталостную прочность деталей вследствие образования концентраторов напряжений. Фреттинг-коррозия обычно развивается при прессовых посадках на вращающихся валах, в местах посадок лопаток турбин, в шпоночных, шлицевых, в болтовых и заклепочных соединениях подверженных вибрации, в подшипниках качения, передающих нагрузку в условиях отсутствия качения и т. д., т. е. в тех случаях, когда имеют место микроколебания и окислительная среда. Согласно Р. Б. Уотерхаузу, для развития фреттинг-коррозии достаточно, чтобы амплитуда колебаний достигала долей микрометров. Увеличение амплитуды приводит к росту объемного изнашивания. Защита от фреттинг-коррозии - применение коррозионностойких материалов в узлах трения, подвергаемых этому виду изнашивания, введение в них смазочных материалов, прежде всего пластичных. К конструктивным путям борьбы с фреттинг-коррозией относится стремление уменьшить колебательное перемещение сопряженных поверхностей путем увеличения натяга для случая прессовых посадок, использования демпфирующих устройств для уменьшения вибраций и т. д.

Каждый из реальных контактов и трения твердых тел способен реализовать тот или иной класс изнашивания, каждый из которых имеет свой специфический механизм. Для борьбы с износом важно воздействовать на сам механизм изнашивания в конкретном узле трения. Только в этом случае можно получить наиболее эффективный способ повышения износостойкости.

Интенсивность изнашивания  и износостойкость

Наиболее распространенной характеристикой  процесса изнашивания является интенсивность  изнашивания, представляющая отношение  износа к пути, на котором происходило изнашивание, или к объему работы, при выполнении которой накоплен износ.

Величина, обратная интенсивности  изнашивания, получила название износостойкости. Она характеризует собой способность  пары трения сопротивляться изнашиванию.

Интенсивность износостойкости в  настоящее время стала одним  из нормативных, комплексных и наиболее универсальных показателей узла трения.

Весь диапазон шкалы износостойкости  фрикционных пар разбивается  на классы.

Переход одних видов изнашивания  в другие

При анализе процесса изнашивания  трущихся тел, прежде всего, необходимо выделить ведущий вид изнашивания. Однако с уверенностью ведущий вид изнашивания можно установить лишь для стационарно нагруженных узлов трения. В случае если условия изнашивания изменяются, то при монотонном изменении удельной нагрузки на узел трения или скорости относительного перемещения элементов этого узла трения наблюдается скачкообразное изменение (увеличение или уменьшение) интенсивности изнашивания. Это объясняется переходом к другому виду изнашивания. Впервые такой эффект в 1936 г. был обнаружен Келем и Зибелем. При достижении некоторого критического значения скорости относительного перемещения трущихся тел наблюдалось снижение интенсивности изнашивания в 500-600 раз. Повышение нагрузок в контакте приводит к росту интенсивности изнашивания. Когда это приводит к разрушению оксидных пленок, препятствующих непосредственному металлическому контакту трущихся тел, интенсивность изнашивания резко увеличивается, затем изнашивание происходит в условиях заедания до тех пор, пока на поверхностях трения в новых условиях вновь не образуются оксидные пленки, так что изнашивание при заедании сменяется окислительным изнашиванием, происходящим главным образом в условиях упругого деформирования. Дальнейшее увеличение давления или скорости приводит к разрушению оксидных пленок (т.е. скорость разрушения оксидных пленок будет превышать скорость их образования), и вновь происходит переход к изнашиванию при заедании. Таким образом, изменение факторов нагружения узла трения приводит к изменению механизма изнашивания.

Следовательно, распространение механизма  изнашивания твердых тел на измененные условия нагружения возможно далеко не во всех случаях.