Сущность и механизм фреттинг-коррозии.

Фреттинг-коррозия — еще одно следствие механических на-
пряжений, которое может приводить к усталостному или корро-
зионно-усталостному разрушению металла. Это разрушение про-
исходит на поверхности раздела двух контактирующих друг
с другом тел, причем оба (или одно из них) металлические и слегка
скользят друг относительно друга. Скольжение обычно имеет
колебательный характер, например при вибрации. Продолжитель-
ное скольжение, когда один ролик вращается несколько быстрее
контактирующего с ним, приводит к аналогичному разрушению..
К тому же типу разрушения относятся коррозионный износ и
окисление при трении.

Разрушение вследствие фреттинг-коррозин характеризуется-обесцвечиванием металлической поверхности, а в случае колеба­тельного движения — и образованием язв; в этих язвах заро­ждаются усталостные трещины. Быстрое превращение металла в оксид само по себе обусловливает неисправность в работе меха­низмов, так как нарушается точность размеров, а продукты коррозии могут вызывать забивку или заедание. Продукты коррозии вытесняются из-под трущихся поверхностей, в случае стали они состоят в основном из α-Fe₂O₃ небольшим количеством порошка железа. При длительных испытаниях никеля продукты кор­розии представляют собой NiO и малые количества Ni; для меди —ц это Cu₂0 и немного СuО и Сu.

Фреттинг-коррозия часто является причиной разрушения рес­сор, головок болтов и заклепок, деталей самоустанавливающихся механизмов подшипников на камнях, винтов регулируемого шага, деталей на горячей посадке, контактов электрических реле, сое­динительных тяг и многих других механизмов, подвергающихся вибрации. Фреттинг-коррозия может вызвать обесцвечивание сло­женных штабелями листов металла при транспортировке. Впервые фреттинг-коррозия была отмечена при перевозке автомобилей по железной дороге из Детройта на Западное побережье. Вслед­ствие вибрации шарикоподшипники колес подвергались фреттинг-коррозии с образованием питтингов, что привело к порче автомо­билей. Подобное разрушение чаще наблюдалось в зимнее время, но его можно избежать, если на время перевозки разгрузить колеса.

Лабораторные исследования показали, что для возникно­вения фреттннг-коррозии при трении стали о сталь требуется кис­лород, а не влага. Разрушение во влажном воздухе меньше, чем в сухом; еще меньшие разрушения наблюдаются в атмосфере азота. С понижением температуры коррозия усиливалась. Та­ким образом, становится очевидным, что механизм фреттннг-кор­розии не электрохимический. Разрушение увеличивается с возра­станием нагрузки вследствие интенсивного питтингообразования на контактирующих поверхностях, так как продукты коррозии, например α-Fe₂O₃, занимают больший объем (в случае железа — в 2,2 раза), чем металл, из которого образуется данный оксид. Так как при колебательном скольжении оксиды не могут удаляться с поверхности, их накопление ведет к локальному увеличению напряжения, а это ускоряет разрушение металла в тех местах, где скапливаются оксиды. С увеличением скольжения фреттинг-коррозия также возрастает, особенно при отсутствии смазки на трущихся поверхностях. Увеличение частоты при одном и том же числе циклов снижает разрушение, но в атмосфере азота этого эффекта не наблюдается. На рис. 1представлены графики за­висимости фреттинг-коррозии от разных факторов. Заметим, что скорость коррозии в начальный период испытаний больше, чем при установившемся режиме.

Рис.1 Потери массы малоуглеродистой стали при фреттинг-коррозии в контакте с такой же сталью на воздухе.

Дата добавления: 2015-07-10