Гаркунов Д.Н. Триботехника. Износ и безызносность. Страница 226
Иногда твердость окисных плёнок больше твердости самих металлов (рис. 7.1).
Наибольшую твердость (9) имеет окисел алюминия Al2O3, твердость самого алюминия невелика (~2). Вследствие этого при трении алюминия по стали окисные пленки, а также продукты разрушения этих пленок могут вызвать сильный износ даже самых твердых сталей. Мягкий окисел почти не оказывает абразивного действия на другую поверхность. Магний образует очень мягкий окисел Mg(OH)2, поэтому износ магнием более твердых металлов невелик даже при благоприятных условиях образования окисла. Это обстоятельство частично объясняет, почему поршни из магнитных сплавов меньше царапают и задирают стенки цилиндров, чем ,поршни из алюминиевых сплавов. Чисто абразивное изнашивание окислами алюминия встречается в трущихся парах сталь, покрытая хромом, — алюминиевый сплав, применяемых в некоторых узлах самолетных конструкций из-за неизменного стремления к снижению массы.
Окислы железа участвуют в абразивном изнашивании узлов металлургического оборудования, работающих при высокой температуре и недостаточном смазывании.
2. Изнашивание поверхностей деталей твердыми зернами
Допустим, что абразивные частицы входят в контакт с поверхностью металлической детали по касательной. Механизм изнашивания в этом случае представляется таким. Абразивные частицы (зерна) упруго деформируют металл, оставаясь целыми или разрушаясь; в зависимости от структуры абразивного материала и среды зерна могут вдавиться в эту среду, повернуться или даже выйти из зоны контакта, как, например, частицы кварца в почве под давлением ножа грейдера. Абразивная частица вдавливается в металл детали, если она обладает большей твердостью, чем металлическое зерно, и прочностью, достаточной для воспринятия нагрузки, необходимой для вдавливания в металл, и если ее достаточно поддерживает основа. Внедрившаяся частица при движении относительно поверхности может процарапать риску или срезать микроскопическую стружку. Резание может начаться только при определенном отношении глубины проникновения абразива к радиусу скругления внедрившейся кромки [13]. Так, для стали Ст.З это отношение должно быть больше 0,16 при сферической кромке. Если бы микрорезание было ведущим процессом разрушения поверхности при абразивном изнашивании или даже сопутствующим, то интенсивность изнашивания была бы настолько высокой, что рабочие органы (например, строительных и дорожных машин) выходили бы из строя после весьма малого времени работы, исчисляемого несколькими часами.
