Куксенова_Методы исследования поверхностных слоев (831911)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Московский государственный технический университетимени Н.Э. БауманаЛ.И. Куксенова, В.Г. Лаптева, С.А. ГерасимовМЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВПРИ ТРЕНИИРекомендовано УМО высших учебных заведений РФпо образованию в области материаловедения, технологииматериалов и покрытий в качестве учебного пособиядля студентов высших учебных заведений, обучающихсяпо направлению подготовки магистров 150600«Материаловедение и технология новых материалов»и специалистов 150500 «Материаловедение, технологииматериалов и покрытий», по специальности 150501«Материаловедение в машиностроении»МоскваИздательство МГТУ им.

Н.Э. Баумана2010УДК 539.375.6(075.8)ББК 30.82К89Рецензенты: И.В. Гадолина, В.Ф. ПичугинК89Куксенова Л.И.Методы исследования поверхностных слоев при трении :учеб. пособие / Л.И. Куксенова, В.Г. Лаптева, С.А. Герасимов. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. – 73, [3] с. :ил.ISBN 978-5-7038-3330-8Рассмотрены положения науки о трении, износе и смазке машин,новые направления и проблемы износостойкости конструкционныхматериалов.

Описаны характеристики экспериментальной базы дляоценки трибологических свойств конструкционных и смазочных материалов. Представлены методы контроля микрогеометрии поверхности, оценки механических свойств поверхностных слоев, методология исследования структурного состояния зоны поверхностнойпластической деформации при трении. Проанализированы критерииоценки триботехнических свойств. Дан пример экспериментальногоподхода к оценке макро- и микроскопических характеристик качестваантифрикционных покрытий, полученных методом триботехнологии.Для студентов, специализирующихся по направлениям материаловедения, технологии материалов и покрытий, оборудования и технологий повышения износостойкости материалов, а также для аспирантов, преподавателей вузов, научных и инженерно-технических работников машиностроительных предприятий.УДК 539.375.6(075.8)ББК 30.82ISBN 978-5-7038-3330-8c МГТУ им.

Н.Э. Баумана, 2010ВВЕДЕНИЕИзучению основ трения были посвящены работы многих ученых, среди которых М.В. Ломоносов, И. Ньютон, Леонардо даВинчи, Ш. Кулон, Л. Эйлер, Г. Амонтон, В. Гарди, Н.П. Петров,Н.Е. Жуковский, А.Ю. Ишлинский, Б.В. Дерягин, П.А. Ребиндер,И.В. Крагельский, Ф. Боуден, Д. Тейбор, Г. Томлинскон, В.Э. Рыжов, Н.Б. Демкин, Ю.Н. Дроздов, А.В.

Чичинадзе, А.Г. Суслов,В.И. Колесников и многие другие.В настоящее время триботехника и трибология развиваютсястремительными темпами, которые определяются требованиямисоздания надежных, долговечных и экономичных машин, приборов, инструментов, технологического оборудования. Неслучайноизвестный ученый в области надежности машин А.С. Прониковназвал трибологию опорой проблемы надежности и качества машин [1].При изготовлении узлов трения их надежность обеспечиваетсяв результате применения современных конструкционных и смазочных материалов, методов обработки, контроля, управления ходомтехнологического процесса изготовления, качества сборки, применения современных методов испытаний, доводки и других средствобеспечения современного технологического уровня.

При эксплуатации узлов трения реализуется их потенциальная надежность,которая зависит от методов эксплуатации, принятой системы ремонта, технического обслуживания, режимов работы и других эксплуатационных факторов.Изучение основ трибологии наряду с общепрофессиональнымидисциплинами позволит обеспечить преемственность знаний припереходе от общенаучных к профилирующим учебным дисциплинам.

В современных условиях знание основ трибологии и ее практического приложения — триботехники — необходимо для каждого3инженера; оно позволит правильно рассчитать и обоснованно применить конструкцию трибосопряжения, подобрать соответствующие конструкционные и смазочные материалы для пар трения,назначить оптимальный режим работы конструкции, выбрать наиболее эффективные технологические методы изготовления, обработки и упрочнения триботехнических материалов (включая смазочные материалы и присадки к ним) и обеспечить надлежащийрежим эксплуатации, ремонта и обслуживания машин.1. ОСНОВЫ ТРИБОЛОГИИ И ТРИБОТЕХНИКИ1.1. Основные термины, понятия и определенияОбщие понятияТрибология (трибоника) — наука о трении, износе, смазке и взаимодействии контактирующих поверхностей при их взаимном перемещении.

Включает следующие научные разделы: трибометрию,трибомеханику, триботехническое материаловедение, трибофизику, трибохимию, химмотологию, триботехнику, трибоинформатику.Триботехника — прикладной раздел трибологии, в котором рассматривается конечная стадия процесса создания трибосопряжений (узлов, деталей и элементов пар трения) с учетом основ трибоанализа, трибоматериаловедения, триботехнологий. Принципытриботехники находят отражение в методах расчета и конструирования, изготовления, испытаний, смазки, эксплуатации, диагностирования и ремонта узлов трения.Трибосистема — многокомпонентная система, образуемая привзаимодействии трущихся тел, промежуточной и окружающейсред, участвующих в процессах трения, изнашивания, теплообразования и других процессах, определяющих свойства, связи, параметры и характеристики трения и изнашивания, в этой системепроисходит преобразование энергии механического движения вдругие виды (теплоту, звук, колебания и т.

д.) и ее диссипация —передача преобразованной энергии во внешнюю среду.Трибометрия — раздел трибологии, в котором изучаются методы проведения испытаний на трение и изнашивание, метрологические требования к этим испытаниям, оборудованию и приборам(адгезиометрам, твердомерам, профилографам, машинам трения5для модельных испытаний, испытательным стендам и типовымсистемам для натурных триботехнических испытаний, датчикам,усилителям, регистрирующим приборам), а также методам оценкипогрешности экспериментов и испытаний. К трибометрии относятся оценка и анализ условий равновесия контактных напряжений,деформационных, динамических, тепловых, адгезионных и другихпроцессов, формирование сил диссипативного характера.Трибодиагностика — совокупность методов и средств контроляи управления состоянием деталей и узлов трения.

Наиболее частоприменяются акустоэмиссионные (акустоэлектрические), радиоактивные, электрофизические (по интенсивности и амплитудночастотному спектру трибоЭДС, магнитной индукции и др.), температурные, виброакустические, феррографические методы.Трибомониторинг — раздел трибологии, включающий трибометрию и трибодиагностику. Он охватывает методы и средства измерения основных параметров фрикционного взаимодействия: сил(моментов) трения, износа, температуры, шероховатости, волнистости, контурной и фактической площади касания, контактной деформации и сближения, электрической проводимости и др., а также все виды экспериментальных (модельных, натурных, эксплуатационных) исследований и испытаний в триботехнике, включаякомпьютерные методы регистрации, обработки и прогнозированияисследуемых параметров.Триботехнология — раздел трибологии, в котором изучаютсятриботехнические аспекты формообразований деталей пары трения, обработки материалов разрушающими и деформирующимиспособами, возможности достижения требуемых свойств поверхности трения узлов и деталей за счет различных упрочняющихметодов нанесения специальных покрытий [2].Тепловая динамика трения и изнашивания — раздел динамики, посвященный теоретическому и экспериментальному анализувыходных и рабочих характеристик трибосопряжений, работающих в нестационарных режимах трения (по скорости скольжения,нагрузке и температуре на дискретной поверхности трения), позволяющий связать динамику тепловых процессов с непрерывноизменяющимися фрикционно-износными характеристиками материалов пары трения.6Триботехническое материаловедение — раздел трибологии,в котором изучается поведение материалов при трении, изнашивании и смазке (изменение структурно-фазовых особенностейповерхностных слоев металлов, сплавов, композитов, полимерови других материалов под воздействием силы трения, изнашивания, температуры трения, окружающей и смазочной сред и другихпроизводных от них факторов).

В этом разделе рассматриваютсяпринципы создания триботехнических материалов, обеспечивающих высокую надежность в эксплуатации, оценивается взаимосвязь между механо-физико-химическими закономерностямитрения и триботехническими свойствами материалов.Интенсивность разрушения поверхностных слоев материаловпри трении, как правило, мало зависит от исходных прочностныхсвойств материалов. Исходные свойства материалов рекомендуетсяподбирать таким образом, чтобы в результате контактной деформации, тепловыделения и физико-химического взаимодействия сматериалом контртела и окружающей смазочной средой на поверхности трения создавался и воспроизводился рабочий слой соптимальными триботехническими свойствами.Антифрикционные материалы — материалы, используемые вузлах трения: подшипниках скольжения, направляющих, радиальных и торцовых уплотнениях и др. Принято считать, что коэффициент трения антифрикционных материалов при наличии смазочного материала составляет 0,001.

. . 0,05, а без него — 0,004. . . 0,3.Условия применения антифрикционных материалов зависят от ихсостава и в первую очередь обусловлены физическими свойствамивходящих в них базовых материалов (матрицы материала или связующего) и антифрикционных наполнителей. Для этих целей используют металлические, порошковые, пористые с последующейпропиткой, твердосплавные, полимерные, древесные, графитовыеи другие базовые материалы. Антифрикционные наполнители —твердые кристаллические материалы со сложными решетками, легкоплавкие или пластичные материалы, фторопласты, графит, дисульфид молибдена и вольфрама и ряд других.

Антифрикционныематериалы применяют в виде объемных элементов и тонких покрытий.При выборе материалов контртела и антифрикционных материалов следует учитывать условия их совместимости.7Фрикционные материалы — материалы, предназначенные дляработы в узлах трения, передающих или рассеивающих кинетическую энергию движущихся масс (в тормозах, муфтах, сцеплениях,демпферах, вариаторах и др.). Эффективность работы таких материалов в большой степени определяется значением и стабильностью коэффициента трения, а также износостойкостью материалов.Свойства фрикционных материалов обусловлены их составом,в первую очередь физическими свойствами базовых материалови наполнителей. Наиболее широкое применение нашли фрикционные полимерные материалы (пластмассы) на каучуковом, смоляном и комбинированном каучуко-смоляном связующем, а такжепорошковые материалы на железной, медной и никелевой основах.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов книги