Що таке зносостійкість – це найважливіша службове властивість поверхневих шарів деталей машин, визначає в більшості випадків їх працездатність. Класифікації зносу наведені в ряді робіт. Одним з найбільш поширених і інтенсивних видів зносу є абразивний, який характерний для деталей будівельних, дорожніх, транспортних, сільськогосподарських та інших машин. Вплив мінеральних частинок високої твердості, для яких характерні неметалеві типи міжатомних зв’язків, призводить до незначної ролі адгезивних взаємодій при зношуванні матеріалів, внаслідок чого основну роль відіграють деформаційні процеси. Розрізняють елементарні процеси відділення частинки зносу в результаті одноразового і багаторазового впливу абразивного тіла, тобто, микрорезание (в’язкого і крихкого характеру) або втома малоцикловую (у пластичній області) та многоцикловую (у пружній площині). Різноманіття умов абразивного зносу обумовлює різні поєднання цих елементарних процесів руйнування і знеміцнення поверхневих шарів, які часто інтенсифікуються хімічною активністю навколишнього середовища. У всіх цих процесах з різною часткою ймовірності має місце інтенсивна пластична деформація. Очевидно, що роль пластичності поряд з твердістю повинна бути значна при абразивному зношуванні.
Оскільки твердість є одним з основних і легко визначаються показників механічних властивостей поверхневих шарів, то цілком природно, що абразивна зносостійкість пов’язується в першу чергу саме з цією характеристикою. Лінійні залежності від твердості зносостійкості сталей з однаковим хімічним складом отримані в ряді робіт, причому ця залежність тим чіткіше, ніж велика частина металу, що видаляється за рахунок микрорезания в’язкого характеру. Разом з тим, ряд дослідників свідчить, що в багатьох випадках навантаження твердість не є єдиною характеристикою, що визначає зносостійкість.
Наголошується, що при докритических кутах газообразованная зносостійкість істотно залежить від твердості, а при критичних і закритичних ? закономірності зношування відрізняються від загальновідомих. Дослідження гідроабразивної зносостійкості наплавочних матеріалів показують, Що при кутах атаки, близьких до 900, має місце слабка лінійна кореляційна залежність між зносостійкістю і твердістю матеріалів, а більше надійний зв’язок дає зіставлення зносостійкості з твором твердості і ударної в’язкості. Слід зазначити, що однакова і досить висока твердість може бути досягнута різними варіантами зміцнюючих технологій, які забезпечують різні значення зносостійкості; при цьому виникає питання, за рахунок яких структурно-чутливих характеристик це відбувається.
У багатьох роботах висловлюється думка, що найважливішою характеристикою, що визначає опір зношування, є питома робота поглинена металом до руйнування, яка однак ще не знаходить практичного застосування із-за труднощів, пов’язаних з встановленням енергії одиниці довжини дислокацій.
Є й інші трактування, однак, і вони включають трудноопределимые параметри. У зв’язку з цим у першому наближенні поглинає енергію можна оцінити величиною, пропорційною питомої деформації при розтягуванні. Проте, якщо порівнювати площі діаграм розтягування м’якою відпалений маловуглецевої сталі і міцної легованої сталі після гартування і відпуску, можна зробити помилковий висновок про великий працездатності маловуглецевої сталі. Це пов’язано з тим, що випробування на розтяг зразка з пластичних матеріалів, які руйнуються при зусиллі розтягування, меншому максимального і малопластичных матеріалів, які руйнуються, проводяться в неадекватних умовах. Для пластичних матеріалів, які руйнуються по діаграмі 3 типу, міцнісні характеристики визначаються по одній точці діаграми (точка B ), а деформування ? ? з іншої точки, іноді далеко відстає від точки B. Для менш пластичних матеріалів, які руйнуються діаграмам типів I ? П, і міцнісні і деформаційні характеристики визначаються по одній точці B.
Якщо взяти до уваги відоме положення, що збільшення щільності дислокацій і поглинання енергії при розтягуванні зразка в основному закінчується в точці B, то виявляється, що питома робота деформації як для пластичних матеріалів, так і для малопластичных, буде визначатися тільки частиною діаграми (від початку деформування до точки B). Отже, оцінка деформаційних характеристик обох типів матеріалів в більше тотожних умовах може бути здійснена за допомогою критерію пластичності. Що стосується методу визначення, то тут необхідно зазначити наступне. Випробування на розтяг високовуглецевих, а також оброблених на мартенсит середньовуглецевих сталей представляє великі методичні труднощі [2, 40]. Це особливо відноситься до матеріалів, подвергаемым поверхневої термічної обробки.
Оцінка зносостійкості
Можливості ж визначення пластичності поверхневих шарів методами впровадження індентора роблять завдання непрямої оцінки зносостійкості більш реальною. По-перше, ці методи більш наближені до умов навантаження при зношуванні, по-друге, може бути отримана інформація про властивості активних поверхневих шарів, і по-третє, ці методи можуть бути здійснені безпосередньо у виробничих умовах. Таким чином, якщо твердість є характеристикою, що відбиває міцнісних властивостей поверхневого шару, то пластичність, обумовлена як і твердість методом впровадження індентора, може служити його деформаційної характеристики. Твір цих характеристик (Н) є комплексним показником, пропорційним питомої роботи деформації поверхневих шарів, яка часто пов’язується з їх абразивною зносостійкістю.
При виборі методу визначення необхідно врахувати, що для поверхневих шарів швидкозношуваних деталей зазвичай характерно високоміцне стан, і для нанесення відбитка необхідні високотверді конічні або пірамідальні инденторы. Крім того, для більшості сучасних зміцнюючих технологій характерний високий і приблизно однаковий рівень твердості, але різні значення пластичності (і, природно, зносостійкості). У зв’язку з цим визначення пластичності як величини, обернено пропорційною твердості (тобто пропорційною тільки глибині впровадження або тільки діаметра відбитка), не прийнятно, і її оцінку необхідно проводити за двома відносно незалежним параметрами відбитка. Таким вимогам відповідає неруйнівний метод визначення пластичності, викладений вище.
У зв’язку з цим, як показали дослідження, що таке абразивна зносостійкість пропорційна енергоємності поверхневих шарів і може бути в загальному випадку оцінена.
2
