Окислительное изнашивание
Cтраница 4
 |
Влияние температуры на характер взаимодействия кислорода с поверхностью металла А, Б, В, Г - пояснении в тексте. [46] |
В механизме окислительного изнашивания важную роль играют строение окисных пленок и их механические свойства. Строение и свойства пленок окислов в значительной степени зависят от их толщины. Тонкие сплошные пленки ( 1 - 10) Ю 8 м, как правило, образуются при невысоких и умеренных температурах. Однослойная окалина ( окисная пленка) образуется только на чистых металлах с постоянной валентностью, например на алюминии и никеле. Металлы с переменной валентностью ( железо, медь, кобальт, марганец), имеющие различные степени окисления, могут давать многослойную окалину - несколько окисных фаз, отвечающих различным степеням окисления. Порядок расположения слоев от внешней к внутренней поверхности будет соответствовать убыванию содержания кислорода в каждой окисной фазе. Однако эти же металлы в определенных условиях окисления могут образовывать практически однофазные слои, отвечающие одной степени окисления. Более сложная картина наблюдается при окислении сплавов. Металлы, входящие в состав сплавов, обладают различным сродством к кислороду. Это обстоятельство и разная скорость диффузии металлов в пленке окислов обусловливают более или менее сильную сегрегацию атомов металла в окисной пленке. В сложных сплавах при окислении происходит обогащение или обеднение пленки окислов элементами, входящими в сплавы. При этом степень обогащения или обеднения зависит от сродства металла к кислороду и от скорости диффузии металла в слое окисла. [47]
 |
Образование и разрушение пленок окислов стали 45. Увеличение X 20 000 а - до разрушения. б - начало разрушения. в - полное разрушение. [48] |
Анализ механизма окислительного изнашивания показывает, что процесс изнашивания условно может быть разделен на три этапа. [49]
 |
Влияние температуры на характер взаимодействия кислорода с поверхностью металла А. Б, В, Г - пояснения п тексте. [50] |
В механизме окислительного изнашивания важную роль играют строение окисных пленок и их механические свойства. Строение и свойства пленок окислов в значительной степени зависят от их толщины. Тонкие сплошные пленки ( 1 - 10) К) 8 м, как правило, образуются при невысоких и умеренных температурах. Однослойная окалина ( окисная пленка) образуется только на чистых металлах с постоянной валентностью, например на алюминии и никеле. Металлы с переменной валентностью ( железо, медь, кобальт, марганец), имеющие различные степени окисления, могут давать многослойную окалину - несколько окисных фаз, отвечающих различным степеням окисления. Порядок расположения слоев от внешней к внутренней поверхности будет соответствовать убыванию содержания кислорода в каждой окисной фазе. Однако эти же металлы в определенных условиях окисления могут образовывать практически однофазные слои, отвечающие одной степени окисления. Более сложная картина наблюдается при окислении сплавов. Металлы, входящие в состав сплавов, обладают различным сродством к кислороду. Это обстоятельство и разная скорость диффузии металлов в пленке окислов обусловливают более или менее сильную сегрегацию атомов металла в окисной пленке. В сложных сплавах при окислении происходит обогащение или обеднение пленки окислов элементами, входящими в сплавы. При этом степень обогащения или обеднения зависит от сродства металла к кислороду и от скорости диффузии металла в слое окисла. [51]
Основными признаками нормального окислительного изнашивания, отличающими его от различных видов повреждаемости или недопустимых ( патологических, по Б.И. Костецкому) видов износа, являются: отсутствие любых видов разрушения основного материала, локализация разрушения в тончайших поверхностных слоях вторичных структур, образующихся при трении, динамическое равновесие механохимических процессов образования и разрушения вторичных структур. [52]
В процессе окислительного изнашивания металлов на поверхностях трения образуются пленки окислов различных состава и толщины и пленки и слои твердых растворов кислорода в металле различной степени насыщения. [53]
Основными признаками нормального окислительного изнашивания, отличающими его от различных видов повреждаемости или недопустимых ( патологических, по Б.И. Костецкому) видов износа, являются: отсутствие любых видов разрушения основного материала, локализация разрушения в тончайших поверхностных слоях вторичных структур, образующихся при трении, динамическое равновесие механохимических процессов образования и разрушения вторичных структур. [54]
Износостойкость при окислительном изнашивании определяется интенсивностью образован или свойствами вторичных структур, возникающих в процессе трения. [55]
Коррозионно-механическое изнашивание включает окислительное изнашивание и изнашивание при фреттинг-коррозии. [56]
Для понимания механизма окислительного изнашивания чрезвычайно важен вопрос о сцеплении окисных пленок с металлом. Металл и окисел оказывают друг на друга механическое воздействие, в последнем обычно возникают сжимающие напряжения, а в металле - растягивающие. Это, естественно, способствует отслаиванию окислов по поверхности раздела. На поверхности раздела действуют срезающие ( тангенциальные) усилия, которые в зависимости от прочности окисла и величины адгезии могут привести к отделению окисной пленки точно по границе металла или к ее разрушению по касательной к микровыступам на поверхности металла. [57]
Рассмотрим механизм процесса окислительного изнашивания. Процессы деформирования, адсорбции и химические реакции происходят одновременно и оказывают друг на друга большое влияние. В результате деформирования повышается активность тончайших поверхностных слоев металла, его способность к адсорбции, диффузии и химическим реакциям. В свою очередь, адсорбционные, диффузионные и химические процессы определяют специфику механизмов пластической деформации. [58]
Страницы: 1 2 3 4