Види водневого зношування

Як встановлено, є два основні види водневого зношування: зношування диспергуванням (ВЗДІС) і зношування руйнуванням (ВЗРУЙ).

ВЗДІС. При цьому виді зношування яких або видимих змін в поверхневому шару деталі не спостерігається. Водень підсилює диспергування стали або чавуну. На поверхнях тертя немає виривів, задирів, помітного перенесення матеріалу з однієї поверхні на іншу. Встановлено, що при незначному наводненні зносостійкість зразків із сталі 45 дещо збільшується, а при подальшому наводненні падає. Це пояснюється тим, що в початковий момент, коли відбувається процес насичення стали воднем, підвищується її мікротвердість, тобто вона зміцнюється. Надалі мікротвердість падає і стає менше початкової із-за розпушування поверхневого шару. Це приводить до зниження зносостійкості. Зміна відносної мікротвердості залежно від часу витримки в наводненому середовищі виглядає як показано на графіку Мал. 5.1.

Встановлено також, що при наводненні значно зменшується навантаження до заїдання сталевих зразків при терті з бронзою (Мал. 5.2). З приведеного графіку видно, що найбільше падіння навантажень до заїдання відбувається після 4...5 годин наводнення.

Мал. 5.1 Мал. 5.2

ВЗРУЙ. Цей вид руйнування має специфічну особливість: поверхневий шар стали або чавуну руйнується миттєво на глибину до 1...2 мкм. Це відбувається, коли поверхневий шар накопичує велику кількість водню. Завдяки тертю, мастило відтісняється від адсорбційних центрів, і водень дістає можливість зайняти центри, що звільнилися. Через це концентрація водню в сталі безперервно зростає. Водень потрапляє в зародкові тріщини, порожнини, на межі кристалів і ін. При терті відбувається періодична деформація поверхневого шару і об'єм дефектних місць (порожнин) змінюється. Надходячий в порожнині водень молізуєтся і, не маючи можливості вийти назад при зменшенні об'єму, прагне розширити порожнину, створюючи високі напруги. Повторення циклу викликає ефект накопичення, що продовжується до тих пір, поки внутрішній тиск в порожнинах не викличе руйнування стали по всіх тріщинах, що розвивалися і з'єдналися. Подібне руйнування спостерігається при роботі сталевих підп'ятників гасових насосів, пластмасових гальмівних колодок авіаколіс, пластмасових гальмівних елементів автомобілів, колінчастих валів компресорів і ін.