|
процесса последующего при скольжении деформирования материала. Оба фактора пропорциональны твердости, измеренной статическими методами, и зависят от объемной доли высокотвердых включений и их дисперсности и топографии. Существует вполне определенная взаимообусловленность между усталостным поверхностным разрушением и остаточными напряжениями, плотностью и типом макронесовершенств структуры, а также характеристиками субструктуры. Увеличение плотности макронесовершенств повышает вероятность того, что они могут явиться очагом зарождения и активировать разрыхление. С уменьшением модуля упругости включений и возрастанием различий коэффициентов их линейного расширения относительно основы концентрация напряжений повышается. В тех зонах слоя, где сосредоточены сжимающие напряжения, увеличивается сопротивление усталостному разрушению. Наоборот, зоны действия растягивающих усилий оказываются ослабленными вследствие того, что предел выносливости в этом случае снижается. Однако полезные сжимающие остаточные напряжения в действительности должны ограничиваться по максимуму их величины. Причиной этого является обстоятельство, что высокий их уровень при определенных условиях изнашивания может уменьшать долговечность изделия вследствие возникновения структурных дефектов в упрочненном слое. В частности, увеличение в поверхностном слое сжимающих осевых и тангенциальных напряжений обусловливает соответственное возрастание нежелательных растягивающих радиальных напряжений. Это может в условиях циклического воздействия внешней среды уменьшать уровень допускаемых разрушающих напряжений. Наиболее эффективным воздействие остаточных напряжений оказывается при наличии в активном слое структурных концентраторов. Остаточные напряжения слабо изменяются от контактной нагрузки, но сильно зависят от температуры. При повышении температуры трения уровень напряжений резко уменьшается. В зависимости от структуры поверхностного слоя и характера 109 |
13 группы 1 эффективными будут поверхностное упрочнение, специальное легирование [24], напыление, наплавка [23], химико-термическая обработка. Для улучшения признаков долговечности группы 2 рекомендуется наклеп, поверхностная закалка, химико-термическая обработка, специальное легирование химическими и физическими способами. Взаимообусловленность между работоспособностью, характеристиками поверхностной прочности и условиями трения в рамках признаков долговечности группы 1 необходимо рассматривать, исходя из двойственности процесса взаимодействия микроконтактов, которая определяется, во-первых, способностью поверхностного активного слоя противостоять пластическому или упругому внедрению выступа контртела, а во-вторых, интенсивностью процесса последующего при скольжении деформирования материала. Оба фактора пропорциональны твердости, измеренной статическими методами, и зависят от объемной доли высокотвердых включений, их дисперсности и топографии. Существует вполне определенная взаимообусловленность между усталостным поверхностным разрушением и остаточными напряжениями, . < плотностью и типом макронесовершенств структуры, а также характеристиками субструктуры. Увеличение плотности макронесовершенств повышает вероятность того, что они могут явиться очагом зарождения и активировать разрыхление. С уменьшением модуля упругости включений и возрастанием различий коэффициентов их линейного расширения относительно основы концентрация напряжений повышается в тех зонах слоя, где сосредоточены сжимающие напряжения, что увеличивает сопротивление усталостному разрушению. Наоборот, зоны действия растягивающих усилий оказываются ослабленными вследствие того, что предел выносливости в этом случае снижается. Однако полезные сжимающие остаточные напряжения в действительности должны ограничиваться по максимуму их величины. Причиной этого является то обстоятельство, что высокий их уровень при определенных условиях 14 изнашивания может уменьшать долговечность изделия вследствие возникновения структурных дефектов в упрочненном слое. В частности, увеличение в поверхностном слое сжимающих осевых и тангенциальных напряжений обусловливает соответственное возрастание нежелательных растягивающих радиальных напряжений. В условиях циклического воздействия внешней среды это может уменьшать уровень допускаемых разрушающих напряжений. Наиболее эффективным воздействие остаточных напряжений является при наличии в активном слое структурных концентраторов. Остаточные напряжения слабо изменяются от контактной нагрузки, но сильно зависят от температуры. При повышении температуры трения уровень напряжений резко уменьшается. В зависимости от структуры поверхностного слоя и характера напряженного состояния в нем критическая температура перехода в другое напряженное состояние может значительно изменяться. Практически перераспределение остаточных напряжений начинается уже с температуры 100 °С. В настоящее время существуют убедительные доказательства того, что параметры субмикроструктуры и долговечность покрытий взаимообусловлены. Действительно, для всех приведенных в табл. 1.1 способов упрочнения наиболее характерными структурными признаками являются дробление зерен на фрагменты со значительной их разориентировкой, дробление блоков и повышение плотности дислокаций. Все эти особенности тонкой структуры, а также возможное при термоактивации выделение дисперсной фазы являются препятствиями движущимся дислокациям. Последнее снижает влияние концентраторов напряжений у головки дислокационных скоплений, вследствие чего создает препятствия зарождению и развитию усталостных трещин. Однако наибольшая долговечность в каждом конкретном случае может определяться различным сочетанием параметров состояния микроструктуры слоя: в одном случае может соответствовать наибольшему измельчению блоков и |