|
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. 4.1. 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 и создает поэтому препятствия зарождению и развитию усталостных трещин. Однако наибольшая долговечность может в каждом конкретном случае определяться различным сочетанием параметров состояния микроструктуры слоя: в одном случае может соответствовать наибольшему измельчению блоков и максимальной плотности дислокаций, в другом же максимальным микроискажениям блоков. Общим принципом повышения признаков долговечности группы 2 считается совмещение в единой технологической схеме заключительной обработки формирования структуры с повышенной и неоднородной плотностью дислокаций, специфическим их распределением и минимальной подвижностью. Такая субмикроструктура предопределяет оптимальное сочетание прочности и пластичности. Механизмом изнашивания можно управлять посредством некоторых эксплуатационных мероприятий. Так, подбором характеристик вынужденных колебаний можно направленно изменять кинематику контактных взаимодействий, уменьшая фронт напряжений от микроконтактов, таким образом уменьшать износ и снижать коэффициент трения. Вторым 110 |
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 максимальной плотности дислокаций, в другом же максимальным микроискажениям блоков. Общим принципом повышения признаков долговечности группы 2 считается совмещение в единой технологической схеме заключительной обработки формирования структуры с повышенной и неоднородной плотностью дислокаций, специфическим их распределением и минимальной подвижностью. Такая субмикроструктура предопределяет оптимальное сочетание прочности и пластичности. Механизмом изнашивания можно управлять посредством некоторых эксплуатационных мероприятий. 'Гак, подбором характеристик вынужденных колебаний можно направленно изменять кинематику контактных взаимодействий, уменьшая фронт напряжений от микроконтактов и, таким образом, сокращать износ и снижать коэффициент трения. Вторым направлением в повышении работоспособности является снижение кинетики самого процесса поверхностного повреждения за счет постоянного уменьшения концентрационной способности структурных макродефектов и, в первую очередь, трещин воздействием на трущиеся поверхности магнитными, электрическими или механическими импульсами. И, наконец, среди эксплуатационных методов весьма заметное место занимают способы химического и физического воздействия на изнашивающиеся поверхности через триботехническую жидкую или газовую среду. Проанализированное до сих пор представляет собой активное направление в регулировании работоспособности (см. рис 1.1, линия 1). Это имеет очень важное значение в проблеме эксплуатационного и технологического повышения долговечности машин, а также управления процессами изнашивания, и в перспективе приобретет еще большее значение. Создание новых установок для электрофизических и электрохимических методов нанесений покрытий, новых физических способов упрочнения поверхностных слоев; повышение стабильности, производительности и избирательности традиционных химико-термических 15 |