- молекулярно-механическое, происходящее в результате одновременного механического воздействия и молекулярных или атомных сил;

- коррозионно-механическое, обусловленное трением материала, вступившего в химическое воздействие со средой.

В свою очередь механическое изнашивание включает абразивное, гидроабразивное (газоабразивное), эрозионное, усталостное и кавитаци-онное изнашивания; коррозионно-механическое изнашивание включает окислительное изнашивание и изнашивание при фреттинг-коррозии (когда соприкасаются тела при малых колебательных перемещениях).

Величина износа и его скорость зависят от многих причин, таких как род и характер трения, удельное давление, степень нагрева и условий, в которых протекает изнашивание. К последним относятся форма и размеры трущихся поверхностей, качество поверхностей, материал, наличие и качество смазывающего материала, присутствие абразива и др.

Различают трение покоя и движения. Трение движения подразделяется на трение качения, скольжения и качения с проскальзыванием. По наличию смазочного материала различают трение без смазочного материала и со смазочным материалом. При граничной смазке трение и износ между поверхностями, находящимися в относительном движении, определяются свойствами поверхностей и свойствами смазочного материала, отличными от объемных. В зависимости от конкретных условий при трении возникают механические, химические, теплофизические процессы. Преобладание какого-либо из них определяет вид и скорость изнашивания.

Остаточные напряжения в деталях. Остаточными называют такие внутренние напряжения, которые остаются в деталях после снятия нагрузок или воздействия внешних факторов. Внутренние напряжения образуются во всем объеме металла детали или в небольшой его части.

Обычно внутренние напряжения взаимоуравновешиваются и внешне ничем не проявляются до тех пор, пока это равновесие не будет нарушено. Нарушение равновесия приводит к перераспределению внутренних напряжений и, как следствие, к деформации детали.

С нарушением этого равновесия, вызываемого удалением части материала в виде припуска, обработкой без снятия стружки, термическим или химическим воздействием, деталь начинает деформироваться до тех пор, пока перераспределение напряжений не приведет к новому равновесному состоянию.

Различают: напряжения I рода - макронапряжения, охватывающие области, соизмеримые с размерами детали; напряжения II рода - микро-напряжения, распространяющиеся на отдельные зерна или группу зерен металла; напряжения IIIрода - субмикроскопические, связанные с искажениями атомной решетки кристалла.

Непосредственной причиной образования остаточных напряжений является неоднородность изменений в смежных макро- и микроскопических объемах металла.

По причине образования остаточные напряжения делятся на две Фуппы: конструкционные и технологические. Конструкционные вызываются в деталях процессами, происходящими в конструкции; вторые возникают в детали в процессе ее изготовления. Технологические напряжения возникают в результате неоднородных объемных изменений вследствие причин: неоднородного (неравномерного) нагрева или охлаждения; фазовых или структурных превращений металла, а также происходящих в нем диффузионных процессов; пластической деформации при наклепе. Одновременное действие двух или трех факторов приводит к весьма сложным эпюрам распределения остаточных напряжений по сечениям детали; их взаимодействие нередко приводит к образованию столь больших напряжений растяжения в поверхностных слоях детали, что возможно появление трещин н даже разрушение детали.

Например, при получении заготовки литьем наличие неодинаковых по толщине стенок у заготовки приводит к возникновению остаточных напряжений при охлаждении заготовки. По мере остывания меняется состояние металла, переходя из пластического состояния в упругое. По мере остывания заготовки наступает момент, когда метазл в толстой стенке еще находится в пластическом состоянии, а в тонкой стенке - уже в упругом состоянии, поэтому и возникают в ней остаточные напряжения. В дальнейшем, по мере перехода металла толстой стенки в упругое состояние, эти напряжения усиливаются.

Рассмотрим процесс возникновения остаточных напряжений в отливке, имеющей одну тонкую и одну толстую стенки (рис. 1.6.8).

Если бы стенки отливки были разделены и остывали отдельно, то падение их температур и величина усадок соответствовали бы (см. рис. 1.6.8, б): для тонкой стенки /- кривой /, для толстой стенки - кривой 2. Однако, так как стенки связаны одна с другой, усадка отливки идет по какой-то средней кривой ЬАВ.

Процесс остывания отливки можно разделить на три этапа. Первый этап протекает от начала остывания до момента времени Ть когда материал обеих стенок отливки находится в пластическом состоянии. При этом тонкая стенка будет растянута, толстая сжата. Вследствие этого в отливке произойдут пластические деформации, не порождающие, однако, внутренних напряжений, так как металл находится в пластическом состоянии,

Б г, Время

а) 6)

Рис. 1.6.8. Зависимости остывания стенок детали:

а - эскиз детали; б - фафик изменения усадки отливки по мере изменения температуры

Второй этап составляет промежуток времени от ti до ti, в течение которого тонкая стенка достигает температуры порядка 620 °С, при которой металл тонкой стенки перешел в упругое состояние, в то время как металл толстой стенки остается еще в пластическом состоянии. За этот промежуток времени кривая БА действительной усадки отливки становится эквидистантной кривой /. Так как металл толстой стенки находится в аластическом состоянии, в тонкой стенке (а следовательно и во всей отливке) никаких упругих деформаций не появляется, т.е. не возникает и внутренних напряжений.

Третий этап начинается с момента времени тг, когда металл толстой стенки переходит преимущественно в упругое состояние. Если бы в этот момент обе стенки отливки разделить, то при дальнейшем охлаждении их усадка протекала бы соответственно по кривой АВ - эквидистантной кривой / свободной усадки тонкой стенки, и по кривой ABi - эквидистантной кривой 2 свободной усадки толстой стенки. При этом каждая из стенок сохранила бы полученную пластическую деформацию и была бы свободна от внутренних напряжений.