Классификация процессов старения

Классификация процессов старения по их внешнему проявлению. Поскольку процессы старения характеризуются сложными и разнообразными явлениями, происходящими в материалах деталей машины, их классификацию целесообразно провести в зависимости от того внешнего проявления, к которому привел данный процесс. По внешнему проявлению процесса, т. е. по деформации детали, ее износу, изменению свойств и другим показателям можно судить о степени повреждения материала детали и, следовательно. Оценить близость изделия к предельному состоянию.

Классифицируя необратимые процессы старения, следует также определить ту область, в которой проявляется данный процесс, т. е. затрагивает ли он весь объем материала детали, проявляется лишь в поверхностных слоях или протекает при контакте двух сопряженных поверхностей.

В таблице 9.2 приведена классификация процессов старения по их внешнему проявлению и указаны основные разновидности каждого процесса.

Тело детали может подвергаться разрушению, которое является наиболее опасным проявлением процессов старения, деформироваться или изменять свойства материала - его пластичность, электропроводность, магнитные свойства и т. п.

Наиболее часто процессы старения протекают в поверхностных слоях. При этом поверхность детали может подвергаться температурным, химическим, механическим и иным воздействиям внешней среды. В результате могут происходить, явления, связанные с потерей материала поверхности, в результате коррозии, эрозии, кавитации и других процессов, которые объединены одним термином - разъедание поверхности.

На поверхности могут протекать и такие процессы, как адгезия, абсорбция, нагар и другие, которые связаны с присоединением, к поверхности других материалов. Эти процессы будем называть наростом. В результате внешних воздействий возможно также изменение свойств поверхностного слоя - его микрогеометрии, твердости, отражательной способности и др.

Специфические процессы протекают при контакте двух сопряженных поверхностей, что наиболее характерно для механизмов и элементов машин.

В этом случае в подвижных соединениях протекают разнообразные процессы износа, которые включают как истирание поверхности, так и усталость поверхностных слоев и ее пластическое деформирование (смятие).

Для подвижных и неподвижных соединений может произойти изменение условий контакта, что приводит, как правило, к изменению жесткости, коэффициента трения и других параметров сопряжения.

Таблица 9.2 – Классификация процессов старения по внешним признакам

Рисунок 9.2 – Примеры разрушения деталей машин: а – скол; б – усталостная поломка вала; в – усталостная поломка зуба шестерни; г – трещина в корпусе; д – разрушение трубопровода; е – разрушение стенки кожуха камеры сгорания

Рисунок 9.3 – Примеры разъедания поверхностей: а – щелевая коррозия цилиндра, возникающая под резиновым уплотнительным манжетом; б – участок корпуса центрифуги с интенсивным эрозионным износом; в – кавитация золотника плунжерного насоса; г – прогар

Рисунок 9.4 – Классификация локальных видов повреждения поверхностей

Лекция 10. Износ материалов: природа и классификация. Основные закономерности процесса изнашивания