of 17 /17
67 4. PROCESELE DE UZARE 4.1. Indicatori ai procesului de uzare Uzarea este definită ca "pierderea progresivă de substanţă din zona de lucru a două suprafeţe cu mişcare relativă ". Conceptul de tribo-sistem consideră că uzarea este un parametru principal. Importanţa procesului de uzare este dependentă de funcţiile tribo-sistemului (v. tabelul 4.1). Pentru analiza proceselor de uzare, se consideră un tribosistem format din : (1) primul element al cuplei (2) al doilea element al cuplei; (3) volumul de material la interfaţa de contact (atmosfera gazoasă ) (de exemplu fig. 4.1). Dacă se consideră uzura elementului(1), pierderea de material poate fi descrisă : i) materialul transferat de la(1) la (2) ii) pierderea de material(1) în (3) iii)formarea produselor de reacţie În funcţie de cantitatea de material care este pierdută de elementul(1), uzarea se clasifică în : - uzare medie - uzare severă Pentru uzarea medie procesele se raportează la grosimea suprafeţei exterioare . Suprafeţele rămase sunt relativ netede şi protejate de grosimea oxizilor generaţi în timpul frecării. Particulele sunt foarte mici, dimensiunile lor sunt de ordinul nm (nanometru). Pentru uzarea severă contactul este metalic, suprafeţele sunt preponderent rupte şi particulele au dimensiuni de ordinul 100 μm. Fig. 4.1. Sistem tribo-mecanic simplu Direcţia de mişcare Anvelopa sistemului

4. PROCESELE DE UZARE 4.1. Indicatori ai procesului de ... · Uzarea este definită ca "pierderea progresivă de substanţă din zona de lucru a două suprafeţe cu mişcare relativă

  • Author
    others

  • View
    11

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of 4. PROCESELE DE UZARE 4.1. Indicatori ai procesului de ... · Uzarea este definită ca "pierderea...

  • 67

    4. PROCESELE DE UZARE 4.1. Indicatori ai procesului de uzare Uzarea este definit ca "pierderea progresiv de substan din zona de lucru a dou suprafee cu micare relativ ". Conceptul de tribo-sistem consider c uzarea este un parametru principal. Importana procesului de uzare este dependent de funciile tribo-sistemului (v. tabelul 4.1). Pentru analiza proceselor de uzare, se consider un tribosistem format din : (1) primul element al cuplei (2) al doilea element al cuplei; (3) volumul de material la interfaa de contact (atmosfera gazoas ) (de exemplu fig. 4.1).

    Dac se consider uzura i) materialul transferat d ii) pierderea de material iii)formarea produselor n funcie de cantitatea n : - uzare medie - uzare sever Pentru uzarea medie Suprafeele rmase sunt relatifrecrii. Particulele sunt foarte m Pentru uzarea sever particulele au dimensiuni de ord

    F

    e

    Anvelopa s

    Direcia de micar

    elementului(1), pierderea de material poate fi descris : e la(1) la (2) (1) n (3) de reacie de material care este pierdut de elementul(1), uzarea se clasific

    procesele se raporteaz la grosimea suprafeei exterioare . v netede i protejate de grosimea oxizilor generai n timpul

    ici, dimensiunile lor sunt de ordinul nm (nanometru). contactul este metalic, suprafeele sunt preponderent rupte i inul 100 m.

    ig. 4.1. Sistem tribo-mecanic simplu

    istemului

  • 68

    n urma procesului de uzare rezult

    Produsele desprinse

    Deteriorarea suprafeelor

    Urmele degradrii Uzura

    Reducerea dimensiunilor

    Sudarea prin frecare Util

    Procese tehnologice Uzarea este:

    Defavorabil

    Indicatori ai procesului de uzare:

    Liniar Uh [m]

    Volumetric Uv [m3]

    Gravimetric Ug [mg] Cantitativi

    Energetic Uc [mJ]

    - liniar vun [m/h]

    - volumetric vur [m3/h] Viteza de uzare

    tu

    dtduvu

    = - energetic vue [mW]

    Intensitatea de uzare

    Pentru uzare se definesc urmtoarele mrimi adimensionale:

    - Suprafee plane

    An aria nominal; An=min(An1, An2 delimitate de conturul pieselor)

    - Suprafee cilindrice

    Af aria de frecare, An=Ahertzian pentru suprafee punctuale,

    pentru suprafee liniare

    rezult Af1, Af2

    2121

    ,f

    n, A

    A= - coeficient de acoperire reciproc n procesul de frecare

    Lungimea de frecare:

    - Lf-Lof pe ciclu (pe o curs; la o rotaie);

    - Lf=Lof-Nc, Nc numrul ciclurilor (curse, rotaii)

  • 69

    Exemple:

    1. Cupl de translaie (fig. 4.2):

    An1=b1B1; An2=b2B2 , rezult An=bB; b=min(b1, b2); B=min(B1, B2)

    Pentru cazul din schi:

    Af1=B1b1 (orice punct al elementului 1 de pe suprafaa de contact parcurge acest spaiu

    fa de 2) curs (ciclu) 1

    Lof1=1 orice punct al suprafeei 1 parcurge distana l.

    Lof2=

    x pentru x[O, b1] M[AB] pentru sup. 2;

    b1 pentru x[b1, 1] M[BC] pentru sup. 2;

    1-b1-x pentru x[1, 1+b1] M[CD]

    A B C D

    1

    2 b2

    l b1

    B1

    B2

    l+b1

    B1

    Af2

    Fig. 4.2

  • 70

    2. Cupla de rotaie (fus-cuzinet, bioarticulaii) (fig. 4.3)

    - An contact hertzian liniar 0=f(F, R1, R2, E1, E2, P1, P2); An=2oR2B,

    B=min(B1, B2), R1R2R difer prin toleranele de fabricaie

    - Af1=2R1B;

    Af2=2R2B

    rezult

    1AA

    ;AA

    2f

    n2

    o

    2f

    2f1

    ==

    ==

    Lof1 = 2oR2 Lof2 = 2R1 pentru orice punct M care aparine arcului AB

    Lof2 = 0 pentru orice punct M care nu aparine arcului AB

    cnd F are direcia constant

    h1

    h1c2,1of2,1f t3060tn60N;LL

    === ; = rad/s; n1 = rot/min;

    th=ore

    Intensitatea de uzare se poate evalua prin:

    - intensitatea liniar adimensional: f

    hun dL

    dUI =

    pentru variaii mici de timp sau geometrie de frecare constant

    ]10...10[vv

    tvUI 133

    f

    uh

    f

    huh

    ==

    Lf = lungimea drumului de frecare

    vf = viteza de alunecare sau rostogolire.

    - volumetric unff

    hf

    f

    vuv IAL

    UAdLdUI == unde Af = aria de frecare

    - gravimetric unfuvf

    v

    f

    gug IAIL

    UdLdU

    I ==== unde - densitatea

    materialului uzat

    2o

    2

    1 A B

    Fig. 4.3

  • 71

    - energetic f

    uh

    fn

    hf

    ff

    hf

    ff

    v

    mf

    vue

    ILFf

    UALFUA

    )LF(ddU

    dLdUI

    =

    ===

    Lmf lucrul mecanic consumat prin frecare i care a condus la uzura Uv

    Ff fora de frecare; f coeficientul de frecare; Fn fora normal.

    Inversul un

    f

    ue

    *f II

    1e

    == = energie specific de frecare.

    Evoluia uzurii (U) i vitezei de uzare (u)

    n timp sunt prezentate n fig.4.4

    Uzarea materialelor si biomaterialelor prin frecare uscat sau limit de alunecare, la nivel macroscopic, depinde de natura suprafeelor. Legile genereale ale uzrii, la nivel macroscopic: I. Viteza de uzare (u) este proporiional cu fora nominal (Fn) unde V este volumul materialului uzat pe unitatea de alunacare (l).

    F l

    V =u n

    II. Viteza de uzare (u) este independent de aria aparent de contact . La nivel microscopic, procesul de uzare este explicat prin interaciunea suprafeelor reale de contact . Conceptul Archard, prezentat n figura 4.1 b, consider c aria de contact este circular de raz a (aria elementar dA=a2). Se presupune lungimea de frecare prin alunecare l=2a, particulele sunt semisferice cu raza a i volum V=(2/3)a3. Astfel, se obine

    3A =

    2a

    a32

    = lV

    3

    Archard a sugerat ideia c nu se produce particul de uzur la fiecare interaciune. Se introduce funcia k, care reprezint probabilitatea formrii unei particule de uzur.

    A k

    31 =

    lV r

    unde Ar este aria real(efectiv ). Pentru c Ar este funcie de fora normal, Fn, rezult c: - pentru deformarea elastic

  • 72

    unde E este modelul de elasticitate. - pentru deformarea plastic >1

    cn

    c

    nr

    FkV;F A

    unde c este limita de curgere . Istoricete, se consider dou criterii de clasificare a proceselor de uzare: a) clasificarea dup tipul de micare : alunecare, rostogolire, impact, oscilaie, curgere. b) clasificare dup tipul de uzare- oboseal superficial, abraziune, adeziune, tribo-chimic, cavitaie, eroziune etc. Pentru caracterizarea complet a procesului de uzare, este necesar specificarea urmtoarelor mrimi: (i) tipul de micare; (ii) elementele care sunt n interaciune; (iii) mecanicasmul dominant de uzare; (iv) marimile de intrare: fora nominal, coeficientul de frecare, deplasarea dup iniierea micrii; (v) proprietile materialului care sunt specifice pentru procesul de uzare; (vi) viteza de uzare; (vii) aspectul suprafeelor degradate prin uzare. n tabelul 4.1 se indic clasificarea procesului de uzare dup criteriile (i), (ii), (iii) i tipul micrii. n tabelul 4.2 se indic aspectul suprafeei pentru principalele forme de uzare.

  • 73

    Tabelul 4.1

    Elemente de interaciune

    Mecanismul de uzare Tipul de micare relativ

    Interaciunile tensiunilor Interaciunilor tensiunilor i materialelor

    Oboseal Abraziune Adeziune Tribo-chimic

    solid /solid (metale , polimeri, minerale etc.) cu sau fr lubrifiani

    alunecare

    Uzare prin alunecare

    rostogolire

    Uzare prin rostogolire

    impact

    Uzare prin impact

    oscilare

    Uzare prin"fretting"

    solid lichid curgere

    Cavitaie

    solid /fluid + particule

    curgere

    Eroziune

    Tabelul 4.2

    Mecanism de uzur Aspectul suprafeei deteriorate Oboseala superficial neptur, fisur

    Abraziune Dungi, striuri, fisuri Adeziune Cratere, flacoane, fisuri

    Tribo-chimic Efectele reaciei (particule , filme)

  • 74

    4.2. Oboseala superficial .Deteriorrile care apar n material n zona suprafeei de contact sunt datorate tensiunilor tangeniale variabile. Uzarea prin oboseal superficial nu este acelai lucru cu ruperea volumic prin oboseala clasic a materialului la solicitri variabile: - fluctuaiile timpului de via (durat de via) pentru contactul prin rostogolire sunt mai severe dect pentru contactul clasic; - pentru ruperea clasic prin oboseal exist o limit inferioar a rezistenei pentru care durata de via este parial infinit. Pentru uzarea prin oboseal superficial nu exist o asemenea limit. Durata de via fr deteriorarea prin oboseal superficial poate fi determinat cu relaia empiric de tip Wohler:

    2m

    const. = t

    unde m este tensiunea elastic maxim admis. Complexitatea fenomenelor de contact care au fost prezentate n capitolele 2 i 3 sunt argumente ale influenei forelor normale i tangeniale asupra tensiunilor.

    Tensiunea decisiv pentru oboseala de contact, prin rostogolire, poate fi analizat de parametrii urmtori a) suspensiile din substrat (oxizi, incluziuni dure, dislocri etc.); b) caracteristicile suprafeei (topografie i textur, tensiuni reziduale, nivele energetice, microstructuri ); c) defecte superficiale (incluziuni, tieturi, ciupituri de coroziune); d) discontinuiti ale geometriei de contact (efectul de muchie, particule n contact ); e) fore tangeniale (cu alunecare, rostogolire). Observaiile experimentale privind oboseala superficial demonstreaz c tensiunile din substratul de material influeneaz iniial fisura i propagarea sa. Se poate explica prin teoria dislocaiilor: (i) ngrmdirea dislociilor n banda de alunecare . (ii) fuziunea a dou dislocaii i formarea n lungul planului de clivaj.

    Fig. 4.5. Distribuia presiunilor normale si tensiunilor tangeniale.

  • 75

    (iii) fisura se formeaz la extremitatea nclinat

    Pentru materialele fragile, se consider ca fiind medii continue. Formarea fisurii, n aceste materiale, poat fi explicat prin teoria lui Griffith. Se consider o fisur eliptic cu lungime 2a i supus unei tensiuni . Energia necesar formrii fisurii este 2cra2, unde cr este energia superficial. Energia elastic acumulat n timp ce suprafaa se fisureaz este

    a

    34

    E

    21 3

    2

    unde E este modulul de elasticitate Energia util fisurrii

    a

    34

    2E

    - a 2 = U 32

    2cr

    Cnd energia, introdus n material prin aplicarea unor tensiuni, depete energia superficial a materialului, aria fisurii crete. n acest punct, tensiunea din fisur este

    0 = da

    Ud

    i

    0 = a3 3

    4

    2E - a 4 2

    2

    cr

    rezult a

    E 2 = crcr

    De exemplu, pentru oel, (considernd = 700 N/mm2, cr = 1200 erg/cm2=120010-7 J/cm2) lungimea fisurii care produce ruptura este a=1 m. Pentru caracteristica de abilitate a materialului fragil la fisur se poate utiliza parametrul kc=cra1/2. Pentru materiale care se pot deforma elastic, o parte de energie este absorbit de curgerea plastic n zona de fisur . Pentru domeniul elasto-plastic, n substratul de contact este posibil ca dislocrile s interacioneze i s se formeze particle sub form de fulgi (teoria uzrii prin delaminare). Aceast teorie explic, de asemenea, formare straturilor:

    Fig. 4.6. Iniierea i propagarea fisurilor.

  • 76

    i) generarea dislocaiilor n substrat ii) ngrmdirea dislocaiilor; iii) formarea de caviti ; iv) creterea cavitilor n direcii paralele la suprafa ; v) formarea straturilor, cnd fisura atinge lungimea critic 4.3. Uzarea abraziv n practic exist multe tipuri de uzare abraziv, care se pot clasifica n (fig. 4.7 a,b): - abraziune cu "dou corpuri" - abraziune cu "trei corpuri".

    n funcie de matura fenomenului, se distinge : a) abraziune cu tiere (dinii de excavator, ciocnelele pulverizatorului cu impact ); b) abraziune cu eroziune (agitator de fluide, interaciunea nisipului cu materiale solide ); c) abraziune cu polisare (bile polisante). Numeroase rezultate experimentale demonstreaz c volumul materialului dislocat (Vu) prin frecare i uzare este proporional cu fora normal i cu distana de alunecare, Lf:

    funu LVF V ; Se definete rezistena la uzare

    VL

    = u

    f

    Fig. 4.7. Abraziunea cu "dou corpuri" i "trei-corpuri"

  • 77

    i rezistena relativ la uzur

    talon)standard(e

    specimen =

    Corelaia uzrii abrazive a materialului cu duritatea abrazivului (Ha) i duritatea materialului respectiv este cunoscut ca legea Hrusciov-Babicev. Schema de uzare este ilustrat n fig. 4.8. Se pot deosebi trei zone: I regiune cu uzare miderat, HaHm. Condiia necesar pentru a avea uzare moderat i care este demonstrat prin aceast corelaie este Hm 1,3 Ha. Pentru determinarea proprietilor materialului privind comportamentul de abraziune n regiunea cu uzare ridicat au fost testate multe materiale.

    n figura 4.9 este ilustrat reziatena relativ la uzare n funcie de duritatea materialului n regiunea III.

    Fig. 4.8. Influena duritii asupra volumului de uzur

    Fig. 4.9. Diagrama Hrusciov-Babicev rezistena la uzare n funcie de duritate

  • 78

    Rezultatele sunt obinute prin utilizarea corindonului ca abraziv (care are H=22,9 N/mm2) i a aliajului de tip Babbit (plumb cu coninut de antimoniu ) ca material etalon. Duritatea materialului este determinat nainte de utilizare. Concluzii care se pot trage din diagrama Hrusciov-Babicev: a) pentru metale pure (curba (a) din fig. 4.9) H C = mmetalu unde Cmetal=13,810-3 N-1mm2. b) penntru materiale dure i minerale (curba ( b) n fig. 4.6) H C = mmineralu unde Cmineral=1,310-3 N-1mm2. c) pentru materiale metalice durificate prin deformaii, rezistena la uzare nu depinde de duritatea materialului (zona c din fig. 4.9). d) pentru oeluri durificate prin tratamente termice, rezistena la uzare crete cu duritatea materialului . Corelarea rezistenei relative la uzare abrazive cu modulul de elasticitate (E msurat n daN/mm2) este

    E 10 0,49 = 1,3-4

    u Relaia liniar ntre rezistena la uzare abraziv i rezistena materialului poate fi verificat pentru medelul simplu al "brzdarului" conic (fig. 4.10).

    Pentru fora normal Fni , aria real este (sau aria efectiv ):

    r

    21

    = F

    = A 2c

    nir

    cni

    F 2 = r

    unde c este rezistena la curgere a materialului. Volumul materialului dislocat pe lungimea de alunecare , Lf , este

    Fig. 4.10. Modelul brzdarului conic al uzrii abrasive

  • 79

    ctg L

    F 2 = L 2r

    21

    = V fc

    nifu

    F

    ctg 2

    = LV ni

    cf

    u

    Dup ipoteza lui Archard, exist doar o proporie k dintre toate contactele care produc particule de uzur. Astfel c

    F

    ctg 2 k =

    LV n

    cf

    u

    dar c Hm i prin urmare

    Hconstant

    = V m

    u H c = mu

    Duritatea este considerat o proprietate tribologic a materialului pentru comportamentul uzurii abrazive. 4.4. Uzarea prin adeziune Interaciunea materialelor este foarte important pentru adeziunea celor dou corpuri care sunt n contact. Apar fore de tip Van der Waals cu raz lung de aciune la iniierea contactului, iar apoi acioneaz la distane foarte mici (~1 nm) forele cu raz mic de aciune. n acest fel se formeaz adeziv care este dependent de material. Ruperea jonciunii adezive se poate produce n substratul unuia sau celui de al doilea material (fig. 4.11).

    n contrast cu mecanismul de uzare abraziv pentru care este necesar un timp de deteriorare i o valoare critic a duritii, uzarea adeziv poate apare imediat, pirn "griparea " sau"blocarea" elementelor cu micare relativ . De exemplu, pentru cuplul oel-oel se observ transferul materialului de adeziune i formarea de jonciuni "reci" i dure . Deoarece formarea jonciunilor adezive i ruperea lor sunt influenate de imperfeciunile i impuritaile suprafeei i de efectele mediului ncomjurtor este dificil de fcut o corelaie ntre parametrii uzrii adezive i proprietole volumice ale materialului. n vid, unde influenele mediului sunt eliminate, pentru cuplul metal-metal, se observ urmtoarele legi pentru uzarea adeziv :

    Fig. 4.11. Uzarea adeziv

  • 80

    (i) interaciunile adezive la interfa nu sunt direct dependente de stabilitatea metalului; (ii) structura cristalin influeneaz uzura adeziv. Metalele cu o structur hexagonal au adeziunea inferioar celor cu structur cubic i volum centrat. Aceste diferene pot fi explicate prin mecanisme de deformare i prin numrul planelor de alunecare. (iii) Orientarea cristalin influeneaz uzarea adeziv. Metalele cu o densitate atomic ridicat au viteza de uzare mai redus. (iv) Dac sunt puse n contact metale diferite, procesul de uzare se deruleaz prin transfer de particule ale metalului cu coeziune mai mic la cel cu coeziune superioar. (v) Cantiti mici ale elementelor aliajului, de exemplu C i S, sunt suficiente pentru reducerea uzurii adezive. Carbonul i sulful, activate de energia termic de frecare, difuzeaz la suprafaa metalic i diminu uzura de o manier semnificativ. n precesele de uzare sever, se pot remarca urmtoarele fenomenele: a) dezvoltarea unor jonciuni n care tensiunea de contact depete limita de curgere; sensul dezvoltrii jonciunii este contrar celui vitezei de alunecare . b) fisurarea materialului la finele jonciunii i detaarea prin transfer pe cellalt material. Pentru nelegerea acestor fenomene, Buckley a fcut urmtorul experiment: deplasarea unui tift de cupru cu structur cristallin pe o suprafa se cupru bi-cristallin(fig. 4.12). Un grunte al bicristalului are orientarea n plan cristalin (111) i n altul (210).

    Pentru o singur trecere n lungul suprafeei, fisurile n grunte sunt dezvoltate la temperatura ambiant. Dac privim atent fisurile, se remarc margini foarte fine, lise. n spatele materialului fa de direcia de deplasare,se formeaz o bucl dedesubtul planului de separaie. Unghiul dintre fisur i orientarea suprafeei corespunde bandei de alunecare a bicristalului. (fig. 4.9). Se produce adeziunea bicristalului de tift. Din cauza micrii tangeniale, ruperea se produce n lungul benzii de alunecare, unde forele deplaseaz planurile atomice. Pentru o anumit for tangenial, tiftul se detaeaz de bicristal i bucla metalului se formeaz de

    Fig. 4.12. Originea ruperii i formrii particulei de uzur

  • 81

    deasupra suprafeei. La trecerea urmtoare, tiftul va forfeca adeziunea situat deasupra suprafeei i astfel se formeaz particula de uzur. Legea uzrii prin adeziune este

    HL

    F k = Vf

    n

    unde V este volumul de material uzat; H - duritatea; Fn fora normal ; Lf lungimea de frecare; k coeficientul de uzare adeziv. 4.5. Uzarea tribo-chimic n procesele de alunecare i/ s-au rostogolire, elementele cuplei de frecare interacioneaz cu mediul de lucru. Mediul de lucru poate fi un lubrifiant special sau mediul natural. Interaciunile ntre elemente (1 i 2) i mediul ambiant pot fi considerate ca un proces ciclic cu dou etape : i) n prima etap, suprafeele (1) i (2) interacioneaz cu mediul ambiant i rezult produse de reacie (1)-(3) i (2)-(3) i care sunt localizate pe suprafeele (1) i (2). ii) n etapa a doua a frecrii dintre produsele de reacie, care pot fi abrazive sau nu, se pot forma fisuri, ruperi. Suprafeele devin "immaculate" i procesele rencep cu prima etap. Produsele de reacie sunt adugate proceselor de frecare i uzare i duc la modificri energetice n zona de contact : - reactivitatea se dezvolt n timpul creterii temperaturii asperitii, astfel c se accelereaz formarea stratului superficial; - proprietile mecanice ale stratului se modific i apare tendina la rupere fragil a asperitii . Pe baza acestei ipoteze fenomenologice, se poate defini o grosime critic a stratului superficial care, prin rupere, produce particule de uzur. Astfel, Quin explic uzarea prin oxidarea oelului : Dac se consider tc durata contactului unei singure rugoziti care se poate rupe cu probabilitatea k, atunci un strat de oxid de grosime hu se va deteriora dup timpul t

    kt = t c

    Dac se consider c viteza de alunecare este constant, v, i c n timpul t lungimea de frecare este Lf, rezult

    vkL

    = t f

    Masa de oxid pe unitatea de suprafa care se formeaz n timpul t este

    t k = m p

    unde kp este viteza de oxidare. Dar m=hu ( densitatea oxidului) i rezult

    2

    pu

    tk = h

    Semnificaia coeficientului statristic de uzare k este

    h Vk L = k

    2u

    2pf

    Pentru legile de oxidare se consider c viteza de uzare este de tip Arrhenius

  • 82

    RTQ

    - exp A = k c

    cp

    unde Ac este constanta Arrhenius, Q este energia de activare, R la constanta universal a gazelor, Tc tempratura din zona de contact. innd cont de aceste relaii, coeficientul statistic de uzare tribo- chimic devine

    vhRTQ-exp AL

    = k 22u

    ccf

    Pentru contactul plastic (indicele de plasticitate >1), pc=H , unde pc este rezistena la curgere, H ditatea materialului, volumul de material uzat este:

    l F

    H v h 3

    RT

    Q-exp AL

    = l F3Hk

    = V n22u

    ccf

    n

    unde Fn este fora normal i l este lungimea total de frecare. Aceast expresie indic principalele elemente de dependen ale uzrii tribochimice:: a) variabilele de lucru (Fn, v, l, Tc); b) constantele generale i parametrii de material (Ac, Q, R, , H); c) caractersticile de interaciune (Lf, Tc, hu). 4.6. Forme complexe de uzare Principalele forme de uzare (oboseal superficial, abraziune, adeziune i uzare tribo- chimic) exist ca atare sau n diferite combinaii n funcie de parametrii de lucru i de ponderea unora sau altora n procesul de frecare. De exemplu, uzarea prin fretting conine toate formele de uzare. Acest tip de uzare apare atunci cnd corpurile solide se deplaseaz prin oscilare relativ cu amplitudini foarte mici ( < 100 m) i se ntlnete n urmtoarele cuple de frecare: articulaii, caneluri, asamblri presate, etanri statice metalice, cuplaje etc. Procesul de uzare prin fretting poate fi schematizat astfel: - n prima etap se iniiaz fisurile prin micarea de oscilaie i se propag;

    - n etapa a doua se formeaz particulele de uzur ca urmare a procesului de oboseal superficial i / sau de adeziune. n aceast etap se produc reacii tribo-chimice.

    - n timpul celei de-a treia etape, particulele de uzare se detaeaz i multe dintre ele pot fi abrazive.

    Astfel, procesul se reia. n orice proces de uzare, se poate aplica principiul suprapunerii efectul. Pentru cazul unei cuple de frecare cu dou elemente cu funcionare n atmosfer gazoas, trebuiesc analizai urmtorii parametrii:

    - caracteristile fizice ale materialelor, M1, M2; - mediul gazos, G; - zonele deformate ale materialelor, D1, D2; - materiale retransferate D11; D22 - le materiale deformate i retransformate D21, D12; - produse de reacie, R1, R2; - produse de reacie transferate, R21, R1 2 - produse de uzare ale materialelor , ZM;

  • 83

    - produse de uzare ale stratului de reacie, ZR; - lgaze adsorbite, G31, G32. Schimbrile componentelor materialelor n sistemul tribo- mecanic sunt ilustrate n fig. 4.10. Studiul sistematic i sistemic al procesului de uzare este specific fiecrei cuple de frecare i permite deducerea principalelor legi de uzare i limitele de aplicare ale lor.

    Fig.4.13. Suprapunerea mecanismelor de uzare