Системно-структурный анализ трибологического поведения антифрикционного материала в парах трения, функционирующих в поверхностно-активных смазочных средах

Приведены результаты испытаний пары реверсивного трения скольжения «бронза БрА5 — сталь 45» в дисперсионно-смазочных средах, характеризующихся различной степенью поверхностной активности по отношению к бронзе. Изменения микроструктурных характеристик при трибодеформации металла анализировали с позиций эффекта Ребиндера, определяющего возможность реализации явления избирательного переноса (режима безызносности) при работе трибосопряжения. Показано, что при трении бронзы в смазочно-дисперсионных средах, характеризующихся относительно малой поверхностной активностью, в основе влияния среды на структуру поверхности трибоматериала лежит реализация поверхностно-упрочняю-щего эффекта — увеличивается общая плотность дислокаций в деформированном приповерхностном слое. Интенсивность изнашивания в этом случае составляет I_h ≈ 1,5ꞏ10^–7—4,0ꞏ10^–8. При трении бронзы в умеренно поверхностно-активных средах реализуются как поверхностно-пластифицирующий, так и поверхностно-упрочняющий эффекты с преобладанием последнего. При этом интенсивность изнашивания несколько уменьшается, принимая значения в интервале I_h ≈ 1,2∙0^–7—1,5∙10^–8. При трибоиспытаниях бронзы в средах повышенной поверхностной активности интенсивность изнашивания бронзы сохраняется на достаточно низком уровне: I_h ≈ 2,2∙10^–8—3,0ꞏ10^–8. Однако в приповерхностном слое трибоматериала в этом случае формируются два кристаллографически изоструктурных твёрдых раствора, один из которых обогащён медью. На базе представлений физико-химической механики контактного взаимодействия изложены системноструктурные основы материаловедческого подхода, лежащие в основе анализа трибологической эффективности жидкостей, применяемых в качестве дисперсионных сред для пластичных смазочных материалов.

1. Щукин Е.Д., Амелина Е.А., Кочанова Л.А., Савенко В.И. Физико-химическая механика контактного взаимодействия // Трение и износ. — 1980, № 2, 247—262

2. Ахматов А.С. Молекулярная физика граничного трения. — М.: Физматгиз. — 1963

3. Костецкий Б.И., Натансон М.Э., Бершадский Л.И. Механо-химические процессы при граничном трении. — М.: Наука. — 1972

4. Бродский Е.С., Лукашенко И.М., Заславский Р.Н. и др. Полимеры трения, образующиеся на стальных поверхностях в среде бензола // Докл. АН СССР. — 1974 (214), № 3, 605—607

5. Гаркунов Д.Н. Триботехника. — М.: Изд-во МСХА. — 2002

6. Савенко В.И. Роль эффекта Ребиндера в реализации режима безызносности в триботехнике // Эффект безызносности и триботехнологии. — 1994, № 3–4, 26—38

7. Куксенова Л.И., Лаптева В.Г., Колмаков А.Г., Рыбакова Л.М. Методы испытаний на трение и износ. Справочник. — М.: Интермет Инжиниринг. — 2001

8. Савенко В.И., Щукин Е.Д. О соотношениях между феноменологическими и структурными критериями работы узлов трения // Трение и износ. — 1987 (8), № 4, 581—589

9. Петухов В.Ю., Гумаров Г.Г. Исследование поверхностных слоев твердых тел методом скользящего рентгеновского пучка. — Казань: КГУ. — 2009

10. Щукин Е.Д., Савенко В.И., Малкин А.И. Лекции по физико-химической механике. — М.: Нобель пресс. — 2015

11. Щукин Е.Д., Савенко В.И., Кочанова Л.А. Роль поверхности и среды в переходах «упругость-пластичность-хрупкость» в металлических кристаллах // Поверхность. — 1982, № 2, 25—41

12. Рыбакова Л.М., Куксенова Л.И. Структура и износостойкость металла. — М.: Машиностроение. — 1982

13. Гегузин Я.Е. Восходящая диффузия и диффузионное последействие // УФН. — 1986 (149), № 1, 149—151

14. Флейшер Р., Хиббард У. Упрочнение при образовании твердого раствора // Структура и механические свойства металлов. — М.: Металлургия. — 1967, 85—111

15. Roscoe R. Strength of Metal Single Crystals // Nature. — 1934 (133), 912–916