أنواع التآكل: تصنيف وخصائص التآكل

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

التآكل يُفهم على أنه التدمير التدريجي لأسطح الاحتكاك لمختلف الأزواج. هناك أنواع عديدة من البلى. هم بسبب أسباب مختلفة. لكن لديهم جميعًا شيء واحد مشترك - يتم فصل الجسيمات عن المادة الأساسية. هذا يؤدي إلى تعطيل عمل الآليات ، وفي حالات أخرى يمكن أن يتسبب في انهيارها. تزداد الفجوات في المفاصل ، وتبدأ عمليات الإنزال في الضرب نتيجة لتشكيل رد فعل عنيف كبير. تتناول هذه المقالة الأنواع الرئيسية للتآكل ، وتعطي خصائصها وتصنيفها العام.

ملامح ارتداء جلخ

مادة الكشط عبارة عن مادة مشتتة بدقة من أصل طبيعي أو اصطناعي ، مع صلابة كبيرة كافية لخدش المواد الأخرى الأقل صلابة.

نوع التآكل السطحي ، حيث يحدث تدمير لهيكل وسلامة الطبقة السطحية عندماالتفاعل مع الجسيمات الدقيقة الصلبة يسمى الكاشطة. يجب إلغاء أنه في هذا النوع من التدمير ، يجب أن تكون سرعة الاحتكاك كبيرة جدًا (عدة أمتار في الثانية). على الرغم من التشغيل المطول ، يحدث التدمير حتى عند السرعات المنخفضة وقوى التثبيت.

يمكن أن يكون دور المواد الكاشطة أجسامًا ثابتة (أطوار صلبة من الفولاذ والسبائك) وجزيئات غريبة متحركة سقطت في منطقة التلامس لأسطح الاحتكاك (الرمل والغبار وغيرها).

تؤثر العوامل التالية على مقدار التآكل الكاشطة وشدته:

• طبيعة منشأ الجسيمات الكاشطة
• بيئة تشغيل الآلية (درجة العدوانية) ؛
• الخصائص المادية لأزواج الاحتكاك ؛
• الأحمال المؤثرة ؛
• مؤشرات درجة الحرارة وغيرها الكثير

كشط بجزيئات صلبة (حبيبات)

يحدث هذا النوع من التآكل الميكانيكي عندما تتلامس الحبيبات الكاشطة مع المعدن أو مادة أخرى. مؤشر صلابة هذه الجسيمات يتجاوز بكثير مؤشر صلابة المعدن نفسه. هذا يؤدي إلى تشوه المواد من أزواج الاحتكاك ، وحدوث إجهاد التعب ، وتآكل السطح.

إذا كانت الآلية تعمل في ظل ظروف الأحمال المتناوبة المتكررة ، فسيتم تحسين تأثير التأثيرات الضارة للمادة الكاشطة. في هذه الحالة ، لا تترك الجسيمات الكاشطة علامات فحسب ، بل تترك أيضًا خدوشًا على سطح المعدن.

مع زيادة جزء المادة الكاشطة ، فإناهتراء ناجم عن الكشط. الجسيمات الكاشطة صلبة للغاية ، لكنها في نفس الوقت هشة. لذلك ، يمكن طحن الأجسام الكبيرة إلى أجسام أصغر.

ملامح التآكل التأكسدي

يحدث هذا النوع من التآكل عندما يظهر فيلم أكسيد فضفاض على سطح أجزاء الاحتكاك ، والذي يتم إزالته بسرعة من السطح نتيجة الاحتكاك. تميل معظم المواد الهندسية إلى التأكسد في الهواء عند درجات حرارة مرتفعة. لذلك ، فإن الآليات التي تعمل بدون تزييت وبدون نظام تبريد تخضع لهذا النوع من التآكل للأجزاء.

كلما زاد معدل تدمير طبقة الأكسيد وزاد معدل تكوينها ، زادت كثافة تآكل الأسطح.

هذا النوع من التآكل نموذجي للوصلات المفصلية والمثبتة بمسامير ، وآليات التعليق المختلفة ، وفي الواقع لجميع الوحدات التي تعمل بدون تزييت.

مع زيادة سرعة الاحتكاك تزداد درجة حرارة سطح الاحتكاك. هذا يؤدي إلى تكثيف العمليات المدمرة. الزيادة في أحمال الصدمات لها تأثير مماثل

ارتداء بسبب تشوه البلاستيك

هذا النوع من التآكل لأجزاء الماكينة هو نموذجي للوحدات المحملة بشكل كبير. يكمن جوهرها في تغيير الأشكال الهندسية للمنتج تحت تأثير الأحمال الكبيرة.

هو الأكثر شيوعًا بالنسبة للوصلات ذات المفاتيح والمختصرة ، وكذلك الخيوط والدبابيس وما إلى ذلك.

مماثليمكن أن تحدث التشوهات أيضًا في مفاصل التروس. وليس عليهم أن يكونوا سريعين. الحمل هو العامل الرئيسي هنا

غالبًا ما تظهر مثل هذه التشوهات على قضبان وعجلات عربة الدرفلة. لمنع ، من الضروري تنظيم الوقاية في الوقت المناسب وفحص العناصر الهيكلية.

ارتداء بسبب التقطيع

لن يكتمل التصنيف المقدم لأنواع التآكل إذا غفلنا عما يسمى التآكل نتيجة التقطيع. جوهرها على النحو التالي. في ظل ظروف التشغيل القاسية (ربما الشديدة) ، تخضع الطبقات السطحية لأجزاء الاحتكاك لتحولات هيكلية ومرحلة. الأسباب في الحالات المختلفة هي درجات الحرارة المرتفعة وظروف التدفئة والتبريد والضغط العالي وغيرها. تختلف خصائص الطبقات الناتجة اختلافًا كبيرًا عن خصائص المادة الأصلية. كقاعدة ، هذه المراحل هشة وتنكسر تحت الحمل.

وهكذا تتكون خطوط بيضاء مميزة على الفولاذ والحديد الزهر أثناء الاحتكاك بدون تزييت. لا يمكن حفر هذه المناطق حتى بمحلول أحماض النيتريك أو الهيدروفلوريك في الكحول. يسمي المتخصصون في مجال علوم المعادن هذا التكوين بالطبقة البيضاء. لديها صلابة روكويل عالية إلى حد ما وهشة للغاية. أجرى مختبر واحد المرحلة والتحليل الهيكلي للطبقة البيضاء. اتضح أنه خليط ميكانيكي من مارتينسيت وسمنتيت. يحتوي أيضًا على كمية صغيرة من الفريت. آخر شيء فيه على الإطلاقصغيرة ولا تقلل من الصلابة

يكون تكوين (تخليق) هذه المادة مصحوبًا بظهور قوى شد وانضغاط داخلية ضارة. عندما تتزامن نواقل الضغوط الداخلية مع الأحمال الخارجية على الجزء ، تتشكل شقوق صغيرة على سطحه في منطقة الطبقة البيضاء. هذه التشققات الدقيقة هي مركّزات ومراكم للضغط ، مما يؤدي إلى كسر هش للمنتج ككل.

ارتداء بملاءمة التآكل

تحدث هذه العملية على الأسطح التي تكون على اتصال وثيق ببعضها البعض. السبب هو التقلبات. وتجدر الإشارة إلى أن خامات أجسام زوج الاحتكاك يمكن أن تكون مختلفة جدًا (معدن - معدن أو غير معدنى - معدن).

تحدث هذه الظاهرة بالفعل عند الحد الأدنى من عمليات نزوح الأجسام (حوالي 0.025 ميكرومتر).

نتيجة التقلبات تظهر مراكز تآكل على الأسطح تنمو وتؤدي إلى إتلاف الطبقة السطحية.

ارتداء بواسطة التجويف الاهتزازي

يحدث هذا النوع من التآكل عندما تعمل المنتجات في وسط سائل. على الرغم من أنه يمكن أن يحدث أيضًا عندما يصطدم نفاث سائل بجزء من آلة أو آلية. فيزياء العملية على النحو التالي. ينخفض ضغط السائل عند حدود الطور (بين السائل والصلب) ، مما يؤدي إلى ظهور ما يسمى بفقاعات التجويف. تعتمد شدة هذا التآكل على محتوى الهواء في السائل وعلى الضغط الخارجي.

يمكن أن يكون اهتزاز الصوت بمثابة محفز. تعتبر اهتزازات الطيف فوق الصوتي ضارة بشكل خاص في هذه الحالة.في كثير من الأحيان ، تحدث هذه الظاهرة الضارة في احتكاك أجزاء محركات الاحتراق الداخلي. تظهر الأبحاث أن التجويف الصوتي يبلى ثلاث إلى أربع مرات أسرع من الاحتكاك.

ارتداء بسبب التكسير الحراري

هذه المشكلة نموذجية لعجلات عربات السكك الحديدية والقاطرات. أثناء حركة القطار ، غالبًا ما يضطر السائق إلى الإبطاء. هذا يتسبب في انزلاق العجلات وتسخينها. عند زيادة السرعة ، يبرد سطح الاحتكاك بسرعة إلى حد ما. يؤدي هذا التدوير الحراري إلى تكوين العديد من الشقوق على سطح العجلة. هذا يسرع بشكل كبير من تآكل المنتج. حاليًا ، يتم استخدام سبائك الفولاذ الخاصة لإنتاج عجلات السكك الحديدية. ولكن تم استخدام الفولاذ في وقت سابق من الجودة العادية. لا تزال تستخدم العجلات القديمة في العديد من القطارات اليوم ، لذلك لا تزال هذه المشكلة قائمة.

طرق التعامل مع التشققات الحرارية

الإجراء الأكثر فعالية لمكافحة التشققات الحرارية هو توفير تبريد مكثف. يمكن استخدام الزيوت والشحوم الخاصة لهذا الغرض. في حالة عجلات القطار ، فإن هذا الإجراء ، لأسباب واضحة ، غير مناسب. في هذه الحالة ، يمكنك اللعب على التركيب الكيميائي للمادة واختيار درجة فولاذية أكثر ملاءمة من وجهة النظر هذه. درجات معينة من سبائك الفولاذ لها معامل تمدد منخفض. ويمكن الاستفادة من هذه الخاصية.

بعضميزات ارتداء التآكل

بالنظر إلى أنواع الاحتكاك والتآكل ، لا يمكننا إغفال ما يسمى تآكل التآكل. بعبارات بسيطة ، هذا هو تدمير الأسطح تحت تأثير البيئة.

في الهندسة ، يشير هذا المفهوم إلى تدمير أسطح أجزاء الماكينة وتجميعات الآلية تحت تأثير العوامل البيئية. تتضمن عوامل التأثير هذه تدفقات الهواء والسائل أو البخار أو الغازات المختلفة. سبب التآكل هو الاحتكاك كما كان من قبل. فقط في هذه الحالة ، لا تعمل الجزيئات الكاشطة ، بل تعمل جزيئات الغاز أو السائل على السطح.

تظهر Microcracks أثناء هذه العملية. تخترق جزيئات السائل والبخار تحت الضغط العالي وتساهم في تدمير جميع الطبقات السطحية للمنتجات.

قد يحتوي السائل أو البخار أيضًا على جزيئات كاشطة في المعلق. في هذه الحالة ، سيؤدي هذا الخليط إلى إتلاف وتآكل مادة الكشط والتآكل.

تآكل التعب وخصائصه

أنواع انتهاكات التآكل والهندسة متنوعة للغاية. تحدث العديد من المشكلات التي يواجهها مهندسو التصميم والمهندسون الميكانيكيون بسبب التعب الناتج عن تشظي أسطح الأجزاء. هذا "المرض" ماكر جدا. تحدث ظاهرة تشقق التعب في الأجزاء التي تعمل لفترة طويلة في ظل ظروف الأحمال المتناوبة. هذا هو "مرض" مميز في مفاصل التروس.

هذا النوع من التآكل مصحوب ببدء تشققات على السطح واختراقهافي عمق المنتج. تظهر شبكة كاملة من هذه التشققات الدقيقة على مساحة سطح غير مهمة. تحت تأثير الضغوط ودرجات الحرارة ، تتساقط قطع صغيرة متفرقة من المعدن من الجسم الرئيسي وتسقط. تلعب مادة التشحيم (الزيت) دورًا مهمًا في هذه العملية ، والتي تخترق التشققات الدقيقة وتعزز التدمير.