Особливості руйнування і фактори, що впливають на зношування реальних матеріалів

В основі механізму руйнування поверхні при терті лежать деформаційні процеси, які протікають на фрикційному контакті.

До особливостей пластичної деформації поверхневих шарів при терті відносяться: локалізація деформацій в тонких поверхневих шарах; висока густина енергії, що генерується в цих поверхневих шарах; фізико-хімічна, структурна і термічна активність поверхневого шару при терті. Протікання пластичної деформації в поверхневому шарі має дві стадії. На першій стадії наявність великої кількості дефектів полегшує рух дислокацій. Взаємодія дислокацій при подальшій деформації приводить до їх самогальмування і перешкоджає виходу поліс ковзання на поверхню, підвищуючи тим самим напруження текучості. Внаслідок порушення структури кристалічної гратки в результаті механічних, термічних і хімічних факторів в матеріалі виникають внутрішні напруження. Наявність в поверхневому шарі розтягуючих напружень знижує його зносостійкість. Керування залишковими напруженнями здійснюється відпуском, нормалізацією і іншими методами термообробки.

При пластичному деформуванні при терті в процесі приймають участь і сторонні тверді тіла, які попадають в зону тертя із зовнішнього середовища і з мастильним матеріалом. Дія сторонніх тіл в зоні контакту на процеси зношування неоднозначна і залежить від розмірів і форми частинок, їх механічних властивостей, співвідношення твердостей частинок і спряжених поверхонь. Ці частинки можуть приймати участь в формуванні поверхневого шару діючи аналогічно молям; руйнуватись і дробитись на більш мілкі фрагменти під дією сил в контакті, шаржувати м’які поверхні, різати і пластично деформувати поверхневі шари. При певній геометрії і закріпленні частинки в одному з тіл вона може працювати як різець і зрізати із спряженої поверхні стружку. Утворення стружки є одним з видів пластичного деформування і відбувається шляхом зсуву ділянок матеріалу по лініях ковзання. Матеріал стружки може виноситись з зони контакту у вигляді продуктів зносу або приймати участь у наступному деформаційному процесі поверхневого шару. Винесення частинок з зони контакту можливе шляхом переміщення (витіснення) третього тіла до границі контакту, винесення з мастильним матеріалом, знятті частинок при повторній взаємодії деталей. Час знаходження частинок в контакті і винесення їх з зони контакту залежить від геометрії вузла тертя, коефіцієнту взаємного перекриття К_ВЗ, кінематики відносного руху деталей, наявності мастильного матеріалу, порожнин для осаджування продуктів зносу.

Вищеприведена модель фрикційної взаємодії жорсткопластичних тіл не в стані пояснити природу зношування крихких тіл і полімерних матеріалів.