Куксенова_Методы исследования поверхностных слоев (831911), страница 11

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

Текст из файла (страница 11)

е. Ih = h/L при конкретных оговариваемых условиях испытаний (масло, абразив, температура образцов, нагрузкаи т. п.).В действующих ГОСТах и рабочих документах для оценки износостойкости материалов определяют интенсивности изнашивания каждого образца пары трения или одного из них. Если прииспытаниях определяют потерю массы каждого из испытуемыхобразцов, интенсивность изнашивания Ih для элементов пар трения вычисляют по формулам, приведенным ниже.Для образцов 1 с меньшей площадью поверхности возвратнопоступательных пар трения (например, поршень, кольцо) за период56испытаний с числом циклов n интенсивность изнашивания определяют по формулеΔq1Δq1h1=,Ih1 ==2nB2 γ1 nBblk12 γ1 nBAaгде h1 — толщина изношенного слоя образца 1 за n циклов;Δq1 — потеря массы образца 1 за n циклов; B — длина хода подвижного образца; 2B — путь трения для всех точек поверхноститрения образца 1 за цикл; lk1 — размер образца 1 в направленииотносительного перемещения; b — размер образца в направлении,перпендикулярном относительному перемещению, определяющийноминальную площадь контакта пары; Аа = lk1 b — номинальная площадь контакта пары (рабочая площадь образца 1); γ1 —плотность образца 1.Для образцов 2 (с большей поверхностью трения, напримергильзы) за период испытаний с числом циклов n интенсивностьизнашивания I2 находят следующим образом:Δq2Δq2h2==,Ih2 =2nlk12 γ2 nlk1 Bb2 γ2 nBAaгде 2lk1 — наибольший путь трения поверхности образца за одинцикл; h2 — среднее значение толщины изношенного слоя образца2 за n циклов; Δq2 — потеря массы образца 2 за n циклов; γ2 —плотность образца 2.Для пар трения вращательного движения по схеме «колодка —ролик» при определении потери массы каждого из испытуемыхобразцов интенсивность изнашивания определяют по следующимформулам.Для колодок за период испытаний с числом оборотов nΔq1h1Ih1 ==,L12 πRnF γ1где h1 — толщина изношенного слоя образца-колодки за n оборотов (принимаем равномерным по поверхности трения образцаколодки); Δq1 — потеря массы образца за n оборотов; L1 = 2πRn —путь трения образца за n оборотов; R — радиус образца ролика;F = lb — номинальная площадь контакта пары (площадь образцаколодки); l — размер образца-колодки в направлении относительного перемещения; b — размер образца-колодки в направлении,57перпендикулярном относительному перемещению; γ1 — плотностьматериала образца-колодки.Для образца-ролика за период испытаний с числом оборотов nинтенсивность изнашивания определяется по соотношениюIh2 =Δq2h2=,L22 πRnbl γ2где h2 — средняя толщина изношенного слоя образца-ролика заn оборотов; L2 = l — наибольший путь трения точек поверхности образца-ролика за один оборот; Δq2 — потеря массы образцаролика за n оборотов; γ2 — плотность материала образца-ролика.При торцевом тренииΔhIh =,2 πrср nгде Δh — средний линейный износ за n циклов испытаний;rср — средний радиус площади контакта; n — суммарное количество оборотов подвижного образца.В случае вытирания лунки цилиндрическим образцом на плоском образце при измерении суммарного износа средние интенсивности изнашивания (Ihi ) при числе оборотов n вычисляют поформулеhiIhi =,30 πniгде hi — среднее значение перемещений, мм.Кроме интенсивности изнашивания по результатам испытаний оценивают относительную износостойкость.

При взвешивании образцов до и после испытаний определяют среднее арифметическое значение потери массы qэ эталонных образцов и среднееарифметическое значение qи потери массы образцов испытуемогоматериала по формуламmqэ =i=1qэimi=1qиi; qи =,mmгде qэi , qиi — значение потерь массы при испытаниях эталонных образцов и образцов испытуемого материала, m — количествообразцов испытуемых материалов.58Относительную износостойкость Ки исследуемого материалавычисляют по формулеqэ γи nи,Kи =qи γэ nэгде γэ , γи — плотности эталонного и исследуемого материалов,г/см3 ; nэ , nи — число оборотов ролика при испытаниях эталонногои исследуемого материалов.При измерении размеров образцов до и после испытаний относительную износостойкость ( ε) находят по формуле Δhэ dэ 2ε=,Δhи dигде Δhэ — абсолютный линейный износ эталонного образца (толщина изношенного слоя); Δhи — абсолютный линейный износ испытуемого образца; dэ — фактический диаметр эталонного образца; dи — фактический диаметр испытуемого образца.При равенстве плотностей материалов эталонного и испытуемого образцов отношение абсолютных линейных износов допускается заменять отношением абсолютных потерь масс.

Допускаетсяпересчитывать массовые износы в линейные с учетом плотностейматериалов образцов, когда невозможно точно измерить абсолютные линейные износы, а также при различных значениях плотности эталонного и испытуемого образцов. За результат испытанияматериала принимают относительную износостойкость ( ε), вычисленную как среднее арифметическое результатов двух идентичных опытов.В действующих ГОСТах и рабочих документах для оценкиизносостойкости применяют дополнительные показатели: истирания, износа, фрикционного упрочнения и фрикционной стабильности.Рентгенографически оцениваемыми параметрами структурного состояния поверхностного слоя является физическое уширениеинтерференционных линий на рентгенограмме и период кристаллической решетки. Для металлов и равновесных твердых растворов физическое уширение рентгеновских линий ( β) определяетсясовместным действием двух основных факторов: наличием в кристалле малых областей когерентного рассеяния (блоков) и микро59деформацией кристаллической решетки.

В общем случаеβ = mnG (x)H (x) dx,где m — изменение ширины, обусловленное малыми размерамиблоков (D); n — изменение ширины, вызванное микродеформацией кристаллической решетки; x — коэффициент, учитывающийпропорциональность измерения и записи углов отражения; G(x)и Н (х ) — функции распределения интенсивности для m и n. ПриэтомλΔdtg ϑ,m≈иn=4dD cos ϑΔd= е — среднеегде λ — длина волны рентгеновского излучения;dзначение микродеформации кристаллической решетки.Физическое уширение рентгеновских линий связано также сплотностью дислокаций ρ в поликристалле.

Уширение от хаотически распределенных дислокаций определяют по соотношению√β = 1, 4b ρ tg ϑ,где b — вектор Бюргерса; ρ — плотность дислокаций.При учете характера распределения дислокаций и взаимноговлияния их полей взаимосвязь β и ρ имеет вид√ √β = ρb t f (ν, hkl) tg ϑ,где функция f (ν, hkl) учитывает упругие ν и ориентационные hkl свойства дислокаций, t — логарифмическая функция,слабозависящая от ρ и размера кристаллитов. Следовательно,m1 β2 ctg2 ϑ, коэффициент m1 определяют исходя из ожидаρ=b2емого соотношения долей краевых и винтовых дислокаций, типакристаллической решетки, индексов отражения (hkl) и значенийупругих характеристик.Для сплавов следует указать третий фактор, вносящий вклад вуширение рентгеновских линий — это неоднородность химического состава. Неоднородность химического состава сплавов приводит к локальным изменениям периодов кристаллической решетки(а следовательно, и межплоскостных расстояний) и потому вы60зывает дополнительное уширение линий.

Его можно также качественно определить по соотношениюΔdtg ϑ,dно разделение вкладов различного происхождения в значение βтребует специальной постановки работы. В общем случае следуетрассматривать физическое уширение рентгеновских линий как результат трех составляющих: среднего размера блоков когерентногорассеяния; среднего значения микродеформации кристаллическойрешетки и составляющей микродеформации неоднородности химического состава.Значение периода кристаллической решетки указывает на фазовый состав зоны деформации и характер макро- и микроскопических диффузионных процессов.Для описания процессов, происходящих при трении, с позицийизменения параметров структурного состояния металла необходимо также отметить установленные зависимости между характеристиками механических свойств и параметрами структуры [11].Предел текучести металла (σs ), размер блока мозаики D иΔdмикродеформации кристаллической решеткисвязаны зависиdмостями типа√Δd.σs = α1 D,σs = α2dФизическое уширение интерференционных линий на рентгенограмме связано с остаточной деформацией ( δ) соотношениемтипа√β = β0 + A δ,где β0 — уширение до деформации; А — постоянная.В свою очередь, остаточная деформация связана с твердостьюН выражением√H = H0 + b δ.Поэтому, имея экспериментальные данные по физическомууширению рентгеновских линий, можно трактовать характер ихизменения с позиций деформационных процессов.

Характеристики

Список файлов книги