СПРАВОЧНИК СУПЕРСПЛАВОВ – Часть 147

Разрушение металла при ударно – абразивном изнашивании осуществля­ется в результате малоцикловой уста­лости микрообъемов металла вследствие циклического приложения нагрузки при упругопластическом контакте. Ударно-абразивное изнашивание свя­зано с внедрением в металл твердой частицы. Критерием износостойкости, как правило, являются значения твер­дости. Чем выше твердость, тем выше сопротивляемость изнашиванию.

При ударно-гидроабразивном изна­шивании соударение металлических поверхностей происходит при наличии жидкости и твердых частиц. При этом изнашивание происходит путем пря­мого внедрения частиц, связанного с ударом, и относительного их перемеще­ния, что приводит к микрорезанию.

Ударно-усталостное изнашивание происходит при многократном соударе­нии поверхностей в отсутствии абра­зивных частиц. В основе механизма изнашивания этого вида лежит много­кратная деформация поверхностного слоя, приводящая к наклепу, охрупчи – ванию и последующему отделению час­тиц. Износостойкость существенно снижается с увеличением энергии удара.

Ударно-тепловое изнашивание про­исходит при соударении поверхностей, которые по условиям работы испыты­вают значительный объемный нагрев. При таком виде износа отделение час­тиц происходит в результате многократ­ного пластического деформирования или среза объемов металла при внедре­нии твердых частиц.

К материалам, устойчивым при’рабо – те в условиях больших давлений и ударных нагрузок, предъявляются сле­дующие требования: а) повышенная твердость и одновременно определен­ный запас по пластичности; б) повы­шенная теплостойкость; в) высокая коррозионная стойкость.

В СССР и за рубежом основными материалами для эксплуатации в усло­виях высоких давлений и ударных нагрузок являются инструментальные стали [20). В результате термической обработки они приобретают высокую твердость, прочность и износостой­кость. Многие инструментальные стали обладают также теплостойкостью.

Износостойкость материалов, рабо­тающих в условиях больших нагрузок, при ударном их приложении зависит от многих факторов [14, 39, 47, 80, 81, 91].

При ударно-абразивном и ударн0.

Гидроабразивном изнашивании основ­ным критерием интенсивности изнацщ. вания является твердость [81 ]. М. М, Тененбаум [80] оценивает способность абразивных частиц внедряться в по­верхностный слой и разрушать его при перемещении по соотношению значений микротвердости испытуемого материала H и абразива Ha;

При критическом значении коэффи – циента /\т = 0,5 – f – 0,7 возможно раз­рушение металла при однократном воздействии абразивной частицы (ми­крорезание); при Ki > 0,7 процесс изнашивания переходит в многоцихло – вый (частицы износа отделяются в результате многократного деформиро­вания металла) с резко снижающейся интенсивностью изнашивания по мере увеличения коэффициента Kr – При микрорезанин интенсивность изнаши­вания обратно пропорциональна твер­дости, а при многоцикловом разруше­нии зависимость интенсивности изна­шивания от твердости не является линейной.

При одинаковой твердости стали ин­тенсивность изнашивания уменьшается по мере увеличения содержания оста­точного аустенита [80]. По существу, это стали с метастабильным аустени – том. В процессе разрушения микро­объемов металла происходит превраще­ние аустенита в мартенсит; при этом достигается определенное упрочнение поверхностного слоя, создаются сжи­мающие внутренние напряжения, выде­ляются мелкодисперсные карбиды по плоскостям скольжения.

При ударно-абразивном изнашива­нии линейная связь между износостой­костью и твердостью сохраняется Д° определенного значения энергии удаРа [80]. При увеличении энергии удаР® наблюдается либо увеличение темпа интенсивности изнашивания при воз­растании твердости, либо твердость определенном интервале вообще я влияет на износостойкость. При У но-гидроабразивном изнашивании в за висимости от энергии удара содержания углерода и соответствен

Рдости оказывает неоднозначное влияние на интенсивность изнашива-

%ри ударно-усталостном изнашива­ли выбор износостойких материалов устанавливается не только исходя из твердое™- Динамический характер приложения нагрузок не дает возмож­ности использовать инструментальные стали, обладающие высокой твердостью. Стали высокой твердости (HRC 60—63) обладают малой пластичностью, в том числе ударной вязкостью, и плохо перераспределяют напряжения на участках их концентраций. Поэтому сопротивляемость изнашиванию, свя­занная с накоплением повреждений при циклическом нагружении, будет снижаться у сталей, не обладающих определенным запасом пластичности. В связи с этим работа на зарождение трещины, а главное работа, затрачи – гаемая на ее развитие, у сталей, имею­щих высокую твердость, но малый запас пластичности, невелика.