МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МАТЕРИАЛОВЕДЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА СМАЗОЧНЫХ СРЕД ДЛЯ НАГРУЖЕННЫХ СОПРЯЖЕНИЙ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ. СООБЩЕНИЕ 1. ВЛИЯНИЕ СРЕДЫ НА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ И СТРУКТУРНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ЗОНЕ КОНТАКТНОЙ ДЕФОРМАЦИИ МЕТАЛЛОВ ПРИ ТРЕНИИ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Изложены экспериментально-теоретические основы материаловедческого подхода к оценке смазочных сред, который базируется на анализе комплекса структурно-чувствительных свойств антифрикционного материала в зоне трибодеформации и позволяет выявить существенную роль процесса взаимодействия смазочных сред с поверхностью трения. Реологические свойства поверхностного слоя, образующегося в трибоматериале в условиях контактной деформации под действием смазочной среды, определяют условия формирования в нем износостойкой структуры. Сформулированы представления о физико-химических основах действия среды применительно к стандартным задачам упругопластичности, описывающим поведение поверхностно-модифицированных материалов в простейших напряженно-деформированных состояниях. Показано, что в поверхностно-упрочненном материале остаточные напряжения во внешнем слое по знаку совпадают с нагружающими, а во внутриобъемной зоне – противоположны им. Распределения остаточных напряжений в поверхностно-пластифицированном образце оказывается обратным случаю поверхностно-упрочненного материала. Приведены схематические эпюры остаточных напряжений, возникающих в приповерхностном слое материала в результате его упругопластического деформирования при трибоконтактном воздействии в поверхностно-пластифицирующей и поверхностно-упрочняющей смазочной среде. Найдено, что в поверхностно-пластифицированном приповерхностном слое остаточные напряжения носят сжимающий характер, а в поверхностно-упрочненном – растягивающий. На межслойной границе имеет место резкая смена знака остаточных напряжений. Распределение напряжений по глубине материала качественно подобно соответствующим распределениям, полученным для случаев кручения и изгиба. На основе анализа эпюр компонент тензора остаточных напряжений, возникающих в поверхностном слое антифрикционного материала при трении скольжения, выявлены условия реализации пластифицирующего и упрочняющего трибоэффекта в реальных антифрикцонных материалах. Показано, что среди промышленных алюминиевых бронз наибольшей износостойкостью в поверхностно-активных смазочных средах обладают бронзы БрА5, БрА7.

Об авторах

Лидия Ивановна Куксенова

Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук; НИЦ «Курчатовский институт» ‒ ВИАМ, ГНЦ РФ

Email: lkukc@mail.ru

Владислав Ильич Савенко

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН

ORCID iD: 0000-0002-3670-7716

Список литературы

  1. Буяновский И.А., Фукс И.Г., Шабалина Т.Н. Граничная смазка. Этапы развития трибологии: монография. М: ГУП Изд-во Нефть и газ РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, 2002. 230 с.
  2. Буяновский И.А. К учету влияния смазочных материалов при прогнозировании заедания и износа в режиме граничной смазки // Трение и износ. 1980. Т. 1. № 5. С. 837–844.
  3. Щукин Е.Д., Савенко ВИ., Малкин А.И. Лекции по физико-химической механике. М.: Изд-во «Нобель Пресс», 2015. 679 с.
  4. Щукин Е.Д., Амелина Е.А., Качанова Л.А., Савенко В.И. Физико-химическая механика контактного взаимодействия // Трение и износ. 1980. № 2. С. 247–262.
  5. Shchukin E.D., Kochanova L.A., Savenko V.I. On mechanism of environment-induced plasticizing under contact interactions // Advances in the mechanics and physics of surfaces. 1981. V.1. P. 111–152.
  6. Савенко В.И. Роль эффекта Ребиндера в реализации режима безызносности в триботехнике // Эффект безызносности и триботехнологии, 1994. № 3-4. С. 26–38.
  7. Савенко В.И., Щукин Е.Д. О соотношениях между феноменологическими и структурными критериями работы узлов трения // Трение и износ. 1987. Т. 8. № 4. С. 581–589.
  8. Алексеев Н.М. Новое о структурных особенностях изнашивания твердых тел // Трение и износ. 1989. Т.10. № 3. С. 197–205.
  9. Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов В.С. Основы расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977. 526 с.
  10. Бернштейн М.Л., Займовский В.А. Структура и механические свойства металлов. М.: Металлургия, 1970. 472 с.
  11. Рапопорт Л.С. Уровни пластической деформации поверхностных слоев и их связь с процессом изнашивания // Трение и износ. 1989. Т. 10. № 5. С. 786–792.
  12. Щукин Е.Д., Савенко В.И., Качанова Л.А. Роль поверхности и среды в переходах упругость-пластичность-хрупкость в металлических кристаллах // Поверхность. 1982. № 2. С. 25–41.
  13. Савенко В.И., Щукин Е.Д. Об остаточных напряжениях, возникающих в материалах, деформированных в активных средах путем изгиба // Поверхность, 1987. № 12. С. 20–25.
  14. Савенко В.И., Щукин Е.Д. Об остаточных напряжениях, возникающих в упруго-пластичных материалах, деформированных в активных средах при кручении // Поверхность. 1989. № 8. С.129–135.
  15. Рыбакова Л.М., Куксенова Л.И. Структура и износостойкость металла. М.: Машиностроение, 1982. 212 с.
  16. Гегузин Я.Е. Восходящая диффузия и диффузионное последействие // УФН. 1986. Т. 149. № 1. С. 149–151.
  17. Kuksenova L.I., Savenko V.I. Physicochemical tribomechanics of antifriction materials operating in heavy-loaded friction pairs in active lubricating media // Journal of Friction and Wear. 2023. Vol. 44. No. 6. P. 333–345.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).