3. Вырывы при схватывании

Следы глубинного вырывания поверхностей трения служат очагами разрушения как концентраторы и, по-видимому, как места надрывов материала. Налипший материал тоже является концентратором. При испытаниях на круговой изгиб образцов из нормализованной стали 45 с очагами схватывания, образовавшимися на пути трения 94,9 м при скорости скольжения 0,314 м/с и давлении 0,9 МПа, обнаружено снижение значения а, в воздухе на 8% и в масле МС-20 на 11%. В.Т. Шарай и Д.А. Драйгор установили резкое снижение долговечности при круговом изгибе и напряжениях выше предела выносливости образцов с очагами схватывания нормализованных сталей 40Х и 45.

Долговечность, измеряемая числом циклов до разрушения, может быть в десятки раз ниже долговечности образцов с неповрежденными схватыванием поверхностями. Закаленные стали с низким отпуском, имея метастабильную структуру, претерпевают на участках схватывания, где возникают значительные температуры, глубокие структурные изменения: образуются структуры высокого отпуска и переходные к исходной, растет зерно. Появление или существенное усугубление структурной неоднородности сильно снижает прочность. Испытания на воздухе закаленных с низким отпуском образцов из стали 45 с очагами схватывания, сформировавшимися на указанном выше режиме трения, показали снижение 0_, на 48,4%. Полное удаление следов схватывания путем зачистки и полирования восстанавливает исходную долговечность только для сталей стабильных структур, для сталей же метастабильных структур, как показал Д.А. Драйгор, долговечность остается резко пониженной по сравнению с начальной [2].

Вырывы материала, налипание и структурные преобразования, образующие геометрические и структурные концентраторы напряжения, — таковы в общем причины падения циклической прочности при изнашивании при заедании. К ним следует добавить значительные напряжения, вызванные местными тепловыми импульсами. Отличительной особенностью механизма усталостного разрушения сталей при наличии очагов схватывания является, как и следовало ожидать, зарождение и развитие усталостных трещин на нескольких участках поверхности образца. Что касается масштабного фактора, то опыты Г.И. Вальчука показали, что число циклов до разрушения поврежденного схватыванием образца с увеличением диаметра возрастает при постоянной частоте нагружения. 20—1108