|
Соединения, передающие переменный момент или испытывающие знакопеременные радиальные нагрузки, подвержены усталостным повреждениям особого вида: фрикционной коррозии (фреттинг-коррозии), наклепу и схватыванию.
Основной причиной этих дефектов являются многократно повторные деформации и микросдвиги сопряженных поверхностей в окружном и продольном направлениях, вызывающие нагрев металла.
Фрикционная коррозия (фреттинг-коррозия) заключается в окислении поверхности металла. На стальных и чугунных поверхностях образуются оксиды железа (преимущественно РегОз) в виде ржавых пятен, а при далеко зашедшей коррозии - в виде скоплений порошка коричневого цвета. На бронзовых поверхностях появляются зеленые пленки окислов меди, а на алюминиевых - белые пленки AI2O3. Фрикционная коррозия, как и всякий вид коррозии, резко снижает циклическую прочность.
Соединения, работающие в тяжелых условиях, нагреваются в результате периодических деформаций до 400 - 500 С. Кратковременные пики температуры на участках соприкосновения микронеровностей («тепловые вспышки») достигают 800 - 1000 С. При этом происходит локальный отпуск, размягчение и снижение прочности стали. В этих условиях возникает фрикционный наклеп, выражающийся в смятии поверхностей, появлении неровностей и частичном сцеплении металла сопрягающихся поверхностей. На последующей стадии соединение сваривается.
Сваривание может происходить при температуре, значительно меньшей сварочной температуры. В обычных условиях поверхность металлов покрыта прочными адсорбированными пленками смазки, оксидов, влаги и паров, предотвращающими металлический контакт. Нагрев и повышенное давление, особенно в точках соприкосновения микронеровностей, разрушают пленки; частицы металла сближаются на расстояние, при котором возникают силы молекулярного и кристаллического взаимодействия. Сначала образуются отдельные мостики сварки, которые затем охватывают обширные участки. Сварившееся соединение невозможно разобрать без его разрушения.
Наиболее склонны к свариванию одинаковые металлы и металлы со сходным атом-но-кристаллическим строением, образующие друг с другом твердые растворы замещения. Структурная неоднородность, наличие в металле нескольких фаз, особенно неметаллических (карбидов, силицидов и др.), предотвращают сваривание. Устойчивы против 'сваривания закаленные стали (если не происходит отпуска стали из-за перегрева во время термообработки).
Главные средства предотвращения этих явлений следующие:
уменьшение деформаций и микросдвигов сопрягающихся поверхностей (увеличение жесткости конструкции, силовая затяжка соединений, беззазорная передача крутящего момента);
отвод теплоты, выделяющейся при микро смешениях (применение прокладок из теплопроводных материалов, а в соединениях, работающих с зазорами, - ввод охлаждающего масла);
установка между контактными поверхностями промежуточных бронзовых или латунных втулок;
применение разделительных покрытий (фос-фатирование, омеднение и т. д.);
введение твердых смазок на основе дисульфида молибдена, коллоидального графита и др.;
создание в поверхностных слоях структур, устойчивых против коррозии и сваривания, посредством сульфидирования, силицирования, селенирования и др.
Главный конструктивный прием предотвращения наклепа и сваривания - создание на сопрягающихся поверхностях натяга - радиального (по цилиндрическим поверхностям) или осевого (по торцовым поверхностям), который резко повышает жесткость узла в целом, уменьшает упругие деформации системы и эффективно тормозит взаимные смещения сопрягающихся поверхностей (узла, системы).
| 
