Износ металла механический, коррозионный — ТрейдМеталл
03.12.2020 23.12.2020
Материальный износ — механический, коррозионный и адгезионный
Износ металла механический, коррозионныйИзнос — это процесс, который происходит при контакте. В результате частицы материала отделяются. Уменьшение размеров деталей означает увеличение зазоров между деталями. Это заканчивается более сильными ударами и шумом, что значительно сокращает срок службы машины.
Он присутствует во всех материалах, будь то пластик, конструкционная сталь или нержавеющая сталь . Этим эффектам подвержены даже износостойкие стали . Правильные механические свойства материалов могут снизить скорость износа.
Механизмы износа различаются. Они могут быть как физическими, так и химическими. Причины классифицируются как механические, коррозионные и адгезивные.
Механический износ
Механический износ — это наиболее простой вид износа. Это происходит каждый раз, когда части или частицы трутся друг о друга или ударяются друг о друга.
Впоследствии небольшие кусочки материала отваливаются, что еще больше ускоряет процесс износа.
Абразивный износ
Деформирующий эффект мелких частиц или выступов на поверхности во время трения вызывает абразивный износ. Это случается, когда один материал тверже другого, а поврежденный — более мягкий. Три основных механизма абразивного износа:
- Резка — удаление материала (например, обрешетка)
- Фрагментация — следствие порезов, образуются трещины и дальнейший износ отламывается кусками
- Вспашка — смещение материала в стороны по направлению соскабливания
Абразивные частицы могут попасть в систему со смазкой, из воздуха или быть мусором от предыдущего износа. Абразивный износ представляет собой опасность во многих областях, где могут быть обнаружены такие мелкие фрагменты. Некоторые примеры — горное и буровое оборудование, сельскохозяйственная и строительная техника.
Эрозионный износ
Причины эрозионного износа — это удары твердых частиц в жидкостях и газах.
По сути, кратковременное скользящее движение частиц по поверхности. Эффективность эрозионного износа определяется скоростью, формой и твердостью частиц.
Однако наиболее важным фактором является угол встречи абразивных фрагментов и разрушающейся поверхности. В случае пластичных материалов максимальный износ происходит при малых углах (около 20 °). С другой стороны, хрупкие материалы реагируют по-разному — максимальный износ происходит при больших углах (около 90 °).
Если в жидкости присутствуют абразивные частицы, этот механизм называется гидроабразивной эрозией. Примеры этого включают смесители, реакторы, насосы, гидротурбины и т. Д.
Если такие же условия присутствуют в газах, это называется газоэрозионным износом. Эффект очевиден в системах вентиляции, пневматических транспортных устройствах, воздушных винтах и т. Д.
Кавитационный износ
Кавитационный износ появляется только в среде с жидкостями. В каждом жидком веществе есть маленькие пузырьки. Когда давление жидкости падает ниже давления насыщенного пара, уже существующие пузырьки сначала увеличиваются в размере.
После этого при повторном повышении давления кавитационные пузырьки лопаются с высокой скоростью до 1000 м / с. Это может происходить с большой частотой, до 1000 раз в секунду, и приводить к множеству гидравлических ударов, а также к вибрации.
При контакте с металлической поверхностью кавитация, по сути, атакует поверхность. Она разъедает материал, постоянно выбивая мелкие пятнышки. Ярким признаком кавитации является издаваемый ею треск или дребезжание . Следовательно, такой шум в насосах, трубопроводах и т. П. Следует рассматривать как предупреждение.
Усталостный износ
Циклические контактные нагрузки вызывают усталостный износ. Это происходит, когда нагрузка превышает усталостную прочность материала . Эта нагрузка применяется многократно, в результате чего поверхность деформируется. Через некоторое время появляются трещины, а постоянный износ выбивает незакрепленные части материала. Это еще больше ускоряет процесс.
Усталостный износ присутствует как при качении, так и при скольжении.
Поэтому движущиеся части нуждаются в смазке. Смазка разделяет компоненты тонким слоем, уменьшая трение. Но в какой-то степени эффект все же имеет место. Усталостный износ приводит к повреждению подшипников, железнодорожных путей, колес поездов и т. Д.
Коррозионный износ
Другой тип износа — коррозионный, что особенно характерно для черных металлов . Его также называют коррозионным механическим износом, потому что в этом случае механический износ сопровождается коррозией. Его подкатегории включают окислительный износ и коррозионно-коррозионный износ.
Окислительный износ
Окислительный износ — наиболее распространенный вид коррозионного износа. При окислительном износе материал вступает в реакцию с кислородом. Трение вызывает образование слоя со специальной богатой оксидом структурой толщиной всего 1 мкм. Такой тонкий слой называется пленкой. Под пленкой находится деформированный слой материала, характеризующийся высокой плотностью дислокаций.
В случае нормального окислительного износа механическими воздействиями удаляется только структура поверхности.
Оксидная пленка постоянно обновляется, делая этот процесс непрерывным. Скорость окислительного износа зависит от температуры.
Фреттинг-коррозионный износ
Фреттинг-коррозионный износ вызывается постоянными колебаниями соединительных поверхностей небольшой амплитуды (20… 30 мкм). Обычно это движение сопровождает коррозия. Постоянное разрушение только что образовавшегося окисленного слоя и его обновление приводит к износу. Этот тип износа проявляется в подшипниках, сцеплениях, посадках шестерен, болтовых соединениях и т. Д.
Адгезионный износ
Адгезионный износ характеризуется прилипанием частиц одной поверхности к другой поверхности за счет молекулярных сил. Это приводит к резкой остановке движущихся частей, что может означать отказ.
Адгезионный износ происходит при низких (до 0,6 м / с) и высоких (более 0,6 м / с) скоростях. При низких скоростях прочность на сжатие превосходит предел текучести материала, и отсутствует смазка или окисленный слой. При высоких скоростях прочность на сжатие высока, а температура повышается до 1500 ° C.
Оба сценария вызывают адгезионный износ.
Вывод
Прием металлолома в Симферополе. Звоните по номеру +7 (978) 027-37-37 уточняйте цену за кг.
Почему происходит абразивный износ деталей?
Повреждения металла возникают по ряду причин, которые подлежат тщательному изучению с целью исключения возможных проблем в рабочих узлах различных механизмов или важных конструкций. Интенсивный абразивный износ образуется из-за постепенного стачивания тела детали мелкими режущими частицами. При этом на скорость износа влияет форма частиц — чем более острые края, тем быстрее происходит процесс. На практике данный вид повреждений характерен для сельскохозяйственной, промышленной и строительной техники.
Образование механического износа при давлении
Износ повышенной интенсивности возникает при попадании острых абразивных частиц между двумя рабочими деталями. Постепенно элементы измельчаются и дробятся. При этом их грани становятся более острыми, что приводит к образованию интенсивного механического износа.
Подобным образом изнашиваются форсунки, смесители, дробилки, скребки и прочие узлы, которые применяются в сельскохозяйственной технике. С целью повышения прочности и стойкости отдельных деталей применяются карбидосодержащие, аустенитно-марганцовистые и мартенситные сплавы. Упомянутые карбидосодержащие материалы хорошо противодействуют износу за счет присутствия правильно распределенных титановых карбидов. Элементы способны выдерживать износ любой интенсивности при воздействии высокого давления.
Помимо абразивного износа ситуация ухудшается появлением дополнительных осколков, которые образуются из-за постепенного разрушения самой шестерни, лопасти или любой другой детали. Фрагменты разного размера с острыми гранями достаточно быстро разбивают поверхность, что приводит к нарушению работы оборудования. Как правило, поврежденные узлы требуют комплексного технического обслуживания.
Износ под воздействием высоких температур
Эксплуатация металлов при воздействии высоких температур приводит к потере прочности и твердости материалов.
Со временем в узлах образуются термические микротрещины, которые постепенно расширяются и нарушают структуру металла. На практике термическому воздействию подвергаются инструменты для обработки металлических деталей. Разрушительное влияние оказывает потеря окисной пленки — при окислении металл покрывается пленкой, которая при резком охлаждении разрушается. Постепенное повторение процедуры приводит к тому, что изначальная прочность снижается до критических показателей.
Для эксплуатации в неблагоприятных условиях отлично подходят мартенситные стали. В составе данных металлов присутствует 5-12 % хрома. Сталь устойчива к усталостному и термическому износу. Сплав выдерживает длительный нагрев до 600 градусов, при этом отсутствуют какие-либо нарушения в структуре.
Также применяются сплавы на основе никеля и кобальта, такие металлы противодействуют высоким температурам.
На основе перечисленных сталей изготавливаются ролики, специальные штампы, ножи и прочие виды оборудования для ковки и обработки изделий.
Также в промышленности применяется практика поверхностного укрепления металлических деталей, которые работают в условиях повышенных температур — метод цементации или азотирования позволяет увеличить твердость и стойкость изделий.
Metal Wear — Etsy.de
Etsy больше не поддерживает старые версии вашего веб-браузера, чтобы обеспечить безопасность пользовательских данных. Пожалуйста, обновите до последней версии.
Воспользуйтесь всеми преимуществами нашего сайта, включив JavaScript.
Найдите что-нибудь памятное, присоединяйтесь к сообществу, делающему добро.
(
1000+ релевантных результатов,
с рекламой
Продавцы, желающие расширить свой бизнес и привлечь больше заинтересованных покупателей, могут использовать рекламную платформу Etsy для продвижения своих товаров.
Почему некоторые металлы обладают большей износостойкостью
Регулярно приходится слышать рекомендации по выбору материала.
Используйте этот сплав для превосходной термостойкости. Или что для коррозии морской воды. Или этот другой для применения с высоким износом. Но что насчет сплава, который на самом деле обеспечивает такую производительность?
В этой статье мы рассмотрим некоторые упрощенные технические причины — на микроскопическом уровне — почему некоторые металлы по своей природе обладают большей износостойкостью.
Во-первых, определение «износа». В нашем контексте мы будем определять износ как потерю или деформацию металла в результате механического взаимодействия с другим материалом (не обязательно металлом). Износ может принимать различные формы, включая истирание, прилипание или истирание, эрозию и растрескивание. На него сильно влияет дизайн продукта и его установка. На скорость и виды износа также могут влиять температура и среда жидкости. Износ часто измеряется как количество массы, которая теряется за определенный период.
Почему некоторые металлы устойчивы к износу?
В реальных приложениях упрощенно игнорировать относительное влияние размера и формы компонентов, обработки поверхности, угла сопряжения деталей, нагрузки, скорости и т.
п.; но мы оставим эти обсуждения дизайна на другой день. На более базовом уровне материалы с высоким уровнем твердости имеют тенденцию лучше изнашиваться, особенно в сочетании с более мягким материалом. Во многом твердость материала связана с его микроструктурой, как на поверхности, так и под поверхностью.
В микроскопическом масштабе металлы состоят из атомов и молекул, образующих геометрическую решетку. Управление способностью атомов двигаться внутри этой решетки играет большую роль в управлении прочностью, пластичностью и износостойкостью металлов. Атомы движутся с помощью мелких неровностей внутри решетки; эти неровности называются дислокациями.
Дислокации служат отверстиями в решетке для перемещения атомов, когда дислокация проходит через решетку. Когда дислокации не двигаются, атомы не могут двигаться, и металл обычно становится тверже и прочнее. И, как мы уже отмечали, более твердые металлы, как правило, обеспечивают лучшие свойства износа.
Как удержать атомы от движения?
Здесь в игру вступает легирование.
Атомы добавленных сплавов, которые больше или меньше атомов в существующей матрице, препятствуют движению дислокаций через решетку. Меньше движения означает тверже и прочнее, что обычно означает лучший износ. И наоборот, добавление сплавов, атомы которых по размеру аналогичны атомам, уже находящимся в матрице, не препятствует движению дислокаций, а влияние на свойства минимально.
Некоторые элементы, такие как углерод, имеют очень маленькие атомы, которые помещаются в матрицу; другие слишком велики и заменяют атомы в матрице. Когда эти замещающие (легирующие) атомы значительно отличаются по размеру от атомов матрицы, дислокации не поощряются, а прочность и износостойкость обычно повышаются.
Ожидаемое влияние добавления определенных металлических легирующих добавок хорошо известно. Например, в бронзу добавляют олово для придания прочности; зубчатые бронзы обычно содержат 10% или 12% олова. Добавление цинка также добавляет прочности, но если добавить слишком много цинка, снижаются антифрикционные свойства.