Free Student HQ / FSHQ / "Штаб-Квартира свободного Студента"

Гидроабразивное и эрозионное изнашивание

Гидроабразивное разрушение является коррозионно-механическим процессом и в значительной мере определяется составом среды, ее свойствами, химической активностью, температурой. Физические свойства жидкости определяют динамические характеристики кави- тационных. пузырьков, а химические свойства — коррозионные процессы при гидроабразивном изнашивании. На гидроабразивное изнашивание существенное влияние оказывает температура среды (рис. 1), кислотность (рис. 2). Даже незначительное снижение водородного показателя до pH 6,5 влечет за собой значительное увеличение интенсивности разрушения. Термическая обработка углеродистых сталей и чугунов не дает существенного повышения абразивной стойкости в кислых средах. Значительно увеличить ее можно термодиффузионным хромированием. В щелочной среде углеродистые стали обладают большей, чем в воде, а нержавеюшие стали — меньшей длительностью инкубационного периода и большей скоростью хрупкого разрушения (рис. 3). С увеличением концентрации едкого натра в растворе от pH 8 до pH 13 интенсивность гидроабразивного разрушения возрастает.

Подверженные гидроабразивному воздействию стальные детали следует изготовлять из сталей, удовлетворяющих таким требованиям:
1) высокая коррозионная стойкость. В пресной воде она обеспечивается при содержании > 12% Cr, в более агрессивных средах требуются более сложные нержавеюшие стали;
2) способность противостоять коррозионно-усталостному разрушению при микроударных воздействиях. Наибольшей стойкостью против абразивного разрушения обладают нержавеющие стали с мартенситной структурой, наименьшей — с ферритной, стойкость которых мало отличается от стойкости стали со структурой стабильного аустенита; стали с нестабильным аустенитом, который при пластическом деформировании распадается с образованием мартенсита, эрозионностойки;
3) хорошая технологичность.

Перспективны стали с нестабильным аустенитом на железомарганцевой основе (табл. 1, рис. 3). При мощном кавитационном воздействии в пресной,воде лучшая сталь ЗЭХ10Г10, в морской воде - 10Х14АГ12 или 10Х14АГ12М. Из серых чугунов наименее стойки чугуны с крупнопластинчатым, наиболее стойки — с шаровым графитрм. В агрессивных средах весьма стоек разработанный в ИПЛ АН УССР высокохромистый сплав 130Х16М.

Эрозионная стойкость деталей, работающих в агрессивных средах, может быть значительно повышена наплавкой нержавеющими сталями, имеющими мартенситную, аустенитно-мартенситную или аусгенитиую структуру с нестабильным аустенитом, обеспечиваемую при содержании в наплавленном металле 12—16% Cr, 4-8% Ni.

Определяя износостойкость при гидроабразивном изнашивании, обычно в качестве носителя абразивных частиц используют воду и рассматривают процесс разрушения материала как результат механического воздействия абразива и потока жидкости. Если носителем абразивных частиц являются агрессивные жидкости, интенсивность разрушения оказывается совершенно иной. В табл. 2 приведены результаты испытания некоторых материалов при гидроабразивном изнашивании в различных средах, содержащих 3% абразива (кварцевый песок с размером зерна - 0,1—0,2 мм). При изнашивании в кислых абразивосодержащих средах на поверхности металлов, особенно железоуглеродистых сплавов, интенсивно протекают коррозионные процессы, совместно с механическим воздействием интенсифицирующие их разрушение. Химическая активность среды воздействует и на коррозионно-стойкие сплавы, несколько повышается интенсивность их изнашивания. Упрочняющая термообработка углеродистых и нержавеющих сталей не влечет за собой повышения износостойкости. Высокой износостойкостью в этих средах обладают нержавеющие стали, сплав 130Х16М, титановые, медные и алюминиевые сплавы.

В абразивосодержащей щелочной среде (раствор едкого иатра, известковая вода) интенсивность изнашивания гораздо меньшая вследствие того, что на поверхности металлов образуются тонкие пассивные пленки продуктов коррозии и абсорбированных ОН-ионов. Влияние коррозионного фактора при гидроабразивном изнашивании в щелочных средах подтверждается тем, что с повышением температуры среды oт 15 до 70°С интенсивность изнашивания возрастает на ~ 70%.

 

У нтифрикциоиные сульфидироваиные металлокерамические материалы на основе нержавеющей. стали. — В кн.: Пбвышение износостойкости и срока службы машин, вып. 3. Киев, УКРНИИНТИ, 1970, с. 157-162. Авт.. И. М. Федоренко и др. Богачев И. Н. Кавитационное разрушение и кавитационно-стойкие сплавы. М., «Металлургия», 1972. 189 с. Васильев И. В. К методике испытаний металлов на изнашивание при трении в агрессивной среде. —В кн.: Трение и износ в машинах, т. XV. М., Изд-во АН СССР, 1962, с. 59-77. Виноградов Ю. М., Лазарев Г. С., Кудрявцев:- Б. М. Исследование новых антифрикционных материален на основе фторопласта для химического машиностроения. — В кн.: Применение материалов на основе пластмасс для опор скольжения и уплотнений в машинах. М., «Наука», 1968, с. 27—31. Г. Я. Коррозионная стойкость материалов в агрессивных средах химических производств. М., «Химия», 1975. 816 с. Воронков Б. Д. Подшипники сухого трения. "Машиностроении", 1968. 138 с.

 

Сайт создан в 2012 г. © Все права на материалы сайта принадлежат его автору!
Копирование любых материалов сайта возможно только с разрешения автора и при указании ссылки на первоисточник.
Яндекс.Метрика