Невзоров В.Н., Сугак Е.В. Надежность машин и оборудования. Часть 1

Подождите немного. Документ загружается.

101

()

[ ]

tst

= . (3.40)

Óñëîâèÿ (3.39) è (3.40) îòðàæàþò ïðèíöèï ñóììèðîâàíèÿ (èëè ïðàâè-

ëî íàêîïëåíèÿ) ïîâðåæäåíèé: îòäåëüíûå ëîêàëüíûå ïîâðåæäåíèÿ ñóììè-

ðóþòñÿ âïëîòü äî ïðåäåëüíîãî ñîñòîÿíèÿ. Ýòè óñëîâèÿ îñíîâàíû íà ïðåä-

ïîëîæåíèè, ÷òî äîëÿ äîëãîâå÷íîñòè, ðàñõîäóåìàÿ íà ëþáîì îòðåçêå âðå-

ìåíè, íå çàâèñèò îò ïðåäûäóùåãî íàãðóæåíèÿ. Ýòî ïðåäïîëîæåíèå íå âû-

ïîëíÿåòñÿ, åñëè íà äîëãîâå÷íîñòü ñóùåñòâåííîå âëèÿíèå îêàçûâàþò ïðî-

öåññû ñòàðåíèÿ.

Ñêîðîñòü íàãðóæåíèÿ ñóùåñòâåííî âëèÿåò íà ìåõàíèçì ðàçðóøåíèÿ.

Ïðè ìåäëåííîì óâåëè÷åíèè íàãðóçêè ïðîèñõîäèò óïðóãàÿ äåôîðìàöèÿ, çà-

òåì ïëàñòè÷åñêîå òå÷åíèå ìàòåðèàëà è, íàêîíåö, ðàçðûâ. Êðîìå òîãî, ïðè

ýòîì ìîãóò íàáëþäàòüñÿ âòîðè÷íûå ïðîöåññû. Ïðè áîëüøîé ñêîðîñòè íà-

ðàñòàíèÿ íàïðÿæåíèÿ îáû÷íî ïðîèñõîäèò õðóïêîå ðàçðóøåíèå.

Åñëè íàãðóçêà âîçðàñòàåò ñ ïîñòîÿííîé ñêîðîñòüþ (ò.å. s = n

t), òî óñ-

ëîâèå (3.40) ìîæíî ïðåîáðàçîâàòü ê âèäó

= Aexp(–as

) = 1/an

, (3.41)

îòêóäà ïîñëå ëîãàðèôìèðîâàíèÿ

= [ln(Aa) + lnn

]/a, (3.42)

ãäå s

- íàïðÿæåíèå â ìîìåíò ðàçðóøåíèÿ (ïðåäåëüíîå íàïðÿæåíèå); t

- äîëãîâå÷-

íîñòü, ñîîòâåòñòâóþùàÿ s

Èç ïðèíöèïà ñóììèðîâàíèÿ ïîâðåæäåíèé ñëåäóåò, ÷òî ïðè ïåðåìåííîé

íàãðóçêå ìàòåðèàë ìîæåò ðàçðóøèòüñÿ íå òîëüêî ïðè óâåëè÷åíèè íàïðÿ-

æåíèÿ, íî è â ïðîöåññå ñïàäà èëè ðåëàêñàöèè. Åñëè, íàïðèìåð, â íà÷àëü-

íûé ìîìåíò âðåìåíè íàïðÿæåíèå ïðèíèìàåò ìàêñèìàëüíîå çíà÷åíèå s

max

à çàòåì ðàâíîìåðíî óìåíüøàåòñÿ (s = s

ìàêñ

- n

t), íà îñíîâàíèè óðàâíåíèÿ

(3.40) ðàçðóøåíèå íàñòóïèò ïðè íàïðÿæåíèè

= s

max

- ln[1 – an

t(s

max

)]/a, (3.43)

ãäå t(s

max

) - äîëãîâå÷íîñòü ïðè ïîñòîÿííîì çíà÷åíèè ìàêñèìàëüíîãî íàïðÿæåíèÿ s

max

Íà ïðàêòèêå ñîîòíîøåíèÿ (3.39) è (3.40) òî÷íî âûïîëíÿåþòñÿ ðåäêî

(çíà÷åíèÿ ïðàâîé ÷àñòè ìîãóò ëåæàòü â ïðåäåëàõ îò 0,2 äî 7) [33]. Ýòî ñâÿ-

çàíî, ïðåæäå âñåãî, ñ íåëèíåéíûì õàðàêòåðîì ïðîöåññîâ ðàçðóøåíèÿ

[8,33]. Èçâåñòíû ýìïèðè÷åñêèå è ïîëóýìïèðè÷åñêèå ôîðìóëû, óòî÷íÿþùèå

ïðèíöèï ñóììèðîâàíèÿ ïîâðåæäåíèé [8,36,37]

3.3.4. Усталостное разрушение материалов

Ìíîãîêðàòíîå ïðèëîæåíèå íàãðóçîê âûçûâàåò ðàçðóøåíèå ýëåìåíòîâ

ïðè íàïðÿæåíèÿõ, çíà÷èòåëüíî ìåíüøèõ, ÷åì â ñëó÷àå îäíîêðàòíîãî íà-

ãðóæåíèÿ [8,16,23,]. Ïðè áîëüøîì ÷èñëå öèêëîâ íàïðÿæåíèÿ, ïðè êîòîðûõ

ïðîèñõîäèò ðàçðóøåíèå ìàòåðèàëîâ, ìîãóò áûòü íèæå íå òîëüêî ïðåäåëîâ

ïðî÷íîñòè èëè òåêó÷åñòè, íî è óïðóãîñòè. Ýòî ÿâëåíèå íàçûâàåòñÿ óñòà-

ëîñòíûì ðàçðóøåíèåì [38-43]. Ìåõàíèçì ìàëîöèêëîâîé óñòàëîñòè â îñ-

íîâíîì îïðåäåëÿåòñÿ ïîâòîðíûìè ïëàñòè÷åñêèìè äåôîðìàöèÿìè, ìíîãî-

öèêëîâîé - íàêîïëåíèåì ðàññåÿííûõ ïîâðåæäåíèé â íàèáîëåå ñëàáûõ èëè

íàèáîëåå íàïðÿæåííûõ ñòðóêòóðàõ ìàòåðèàëà è ðàçâèòèåì òðåùèí [33].

102

Ñòîéêîñòü ìàòåðèàëîâ ïðîòèâ óñòàëîñòíîãî ðàçðóøåíèÿ ÿâëÿåòñÿ îäíèì

èç âàæíûõ ôàêòîðîâ, âëèÿþùèõ íà íàäåæíîñòü è äîëãîâå÷íîñòü ýëåìåíòîâ

è ñèñòåì. ßâëåíèå óñòàëîñòíîãî ðàçðóøåíèÿ ñâÿçàíî ñ ïëàñòè÷åñêîé äå-

ôîðìàöèåé ìàòåðèàëîâ, ïðè êîòîðîé ïðîèñõîäèò ðåàëèçàöèÿ ðàçëè÷íûõ

ìåõàíèçìîâ âçàèìîäåéñòâèÿ äèñëîêàöèé, ñêîïëåíèå âàêàíñèé è çàðîæäå-

íèå óñòàëîñòíûõ òðåùèí. Â ýòîì ñëîæíîì ïðîöåññå áîëüøóþ ðîëü èãðàþò

àäñîðáöèÿ, äèôôóçèÿ è ïðîöåññû õèìè÷åñêîãî âçàèìîäåéñòâèÿ (â ïåðâóþ

î÷åðåäü - êîððîçèÿ). Ïðîöåññ óñòàëîñòíîãî ðàçðóøåíèÿ óñëîæíÿåòñÿ ïðè

îäíîâðåìåííîì öèêëè÷åñêîì íàãðóæåíèè è òðåíèè â óñëîâèÿõ âîçäåéñòâèÿ

âíåøíåé ãàçîâîé èëè æèäêîé ñðåäû.

Âíåøíèì ïðîÿâëåíèåì óñòàëîñòè ìàòåðèàëîâ ÿâëÿåòñÿ âîçíèêíîâåíèå

è ïîñòåïåííîå ðàñïðîñòðàíåíèå ïðè ìíîãîêðàòíûõ íàãðóçêàõ õàðàêòåðíûõ

òðåùèí íà ïîâåðõíîñòè ýëåìåíòà â ìåñòàõ êîíöåíòðàòîðîâ íàïðÿæåíèé. Â

çàâèñèìîñòè îò ñòðóêòóðíîãî ñîñòîÿíèÿ ìàòåðèàëà è óñëîâèé öèêëè÷åñêîãî

íàãðóæåíèÿ íàáëþäàþòñÿ ðàçëè÷íûå ìåõàíèçìû çàðîæäåíèÿ è ðàçâèòèÿ

òðåùèí. Ïîýòîìó â íàñòîÿùåå âðåìÿ íå ñóùåñòâóåò åäèíîé òåîðèè óñòàëî-

ñòíîãî ðàçðóøåíèÿ, ïîñòðîåííîé íà ïðåäñòàâëåíèÿõ î ñîïðîâîæäàþùèõ

åãî ôèçè÷åñêèõ ÿâëåíèÿõ [2,45].

Â ñâîåì ðàçâèòèè ïðîöåññ ïðîõîäèò íåñêîëüêî ñòàäèé: ñíà÷àëà â ìàòå-

ðèàëå íàêàïëèâàþòñÿ íåîáðàòèìûå èçìåíåíèÿ, ïðèâîäÿùèå ê âîçíèêíîâå-

íèþ ìèêðîñêîïè÷åñêèõ òðåùèí (îò 50 äî 90% ðåñóðñà [33]), çàòåì ïðîèñ-

õîäèò óâåëè÷åíèå è óãëóáëåíèå òðåùèí, èõ ðàñïðîñòðàíåíèå ïî ñå÷åíèþ

äî òåõ ïîð, ïîêà îñëàáëåíèå ñå÷åíèÿ íå ïðèâîäèò ê ðàçðóøåíèþ ýëåìåíòà.

Îñíîâíûì êðèòåðèåì, õàðàêòåðèçóþùèì ñîïðîòèâëåíèå ìàòåðèàëà óñòàëîñòíîìó

ðàçðóøåíèþ, ÿâëÿåòñÿ ïðåäåë âûíîñëèâîñòè (ïðåäåë óñòàëîñòè) - íàèáîëüøåå íà-

ïðÿæåíèå öèêëà, êîòîðîå ìîæåò âûäåðæàòü ìàòåðèàë áåç ðàçðóøåíèÿ ïðè íåîãðàíè-

÷åííîì ÷èñëå öèêëîâ íàãðóçêè. Äëÿ õàðàêòåðèñòèêè ñòîéêîñòè ìàòåðèàëîâ ïðîòèâ óñ-

òàëîñòè ìîæíî òàêæå èñïîëüçîâàòü ïîêàçàòåëü óñòàëîñòíîé äîëãîâå÷íîñòè - ÷èñëî

öèêëîâ â äàííûõ óñëîâèÿõ íàãðóæåíèÿ, ïðè êîòîðîì ïðîèñõîäèò ðàçðóøåíèå.

Ñîâðåìåííûå ïðåäñòàâëåíèÿ î âîçíèêíîâåíèè óñòàëîñòíûõ òðåùèí îñ-

íîâûâàþòñÿ íà òåîðèè äèñëîêàöèé. Îñíîâíûìè ôàêòîðàìè, îïðåäåëÿþùè-

ìè çàêîíîìåðíîñòè óñòàëîñòíîãî ðàçðóøåíèÿ, ÿâëÿþòñÿ âîçâðàòíî-ïîñòóïà-

òåëüíûå äâèæåíèÿ äèñëîêàöèé è èõ âçàèìîäåéñòâèå ìåæäó ñîáîé è äðóãè-

ìè äåôåêòàìè. Âîçíèêàþùèå ïðè ýòîì ýôôåêòû àííèãèëÿöèè äèñëîêàöèé,

âîçíèêíîâåíèÿ âàêàíñèé, ëîêàëüíîå ïîâûøåíèå íàïðÿæåíèé è òåìïåðàòó-

ðû ñïîñîáñòâóþò çàðîæäåíèþ òðåùèí [45].

Ïðîöåññ óñòàëîñòíîãî ðàçðóøåíèÿ ìîæíî ðàçäåëèòü íà íåñêîëüêî ïå-

ðèîäîâ [46]. Â ïåðâîì (èíêóáàöèîííîì) ïðîèñõîäèò íàêîïëåíèå ïëàñòè÷å-

ñêîé äåôîðìàöèè è óïðî÷íåíèå ìàòåðèàëà â ðåçóëüòàòå ñêîïëåíèÿ äèñëî-

êàöèé ïåðåä ïðåïÿòñòâèÿìè (â îñíîâíîì â ïðèïîâåðõíîñòíûõ ñëîÿõ). Ðå-

ëàêñàöèÿ ëîêàëüíûõ íàïðÿæåíèé â ïðèïîâåðõíîñòíûõ ñëîÿõ ìàòåðèàëà

ïðèâîäèò ê îáðàçîâàíèþ áîëüøîãî ÷èñëà âàêàíñèé. Âòîðîé ïåðèîä õàðàê-

òåðèçóåòñÿ îáðàçîâàíèåì ìèêðîòðåùèí, òðåòèé - èõ ðàçâèòèåì äî êðèòè÷å-

ñêèõ ðàçìåðîâ, ÷åòâåðòûé íà÷èíàåòñÿ ñ ìîìåíòà äîñòèæåíèÿ òðåùèíîé

êðèòè÷åñêèõ ðàçìåðîâ è çàêàí÷èâàåòñÿ õðóïêèì ðàçðóøåíèåì ìàòåðèàëà.

Ïðîöåññ óñòàëîñòíîãî ðàçðóøåíèÿ íà÷èíàåòñÿ, êàê ïðàâèëî, ñ ïîâåðõ-

íîñòè ìàòåðèàëà. Ïîýòîìó ìåõàíè÷åñêàÿ îáðàáîòêà è ðàçëè÷íûå âèäû ïî-

âåðõíîñòíîãî óïðî÷íåíèÿ, ïðè êîòîðûõ ïðîèñõîäèò èçìåíåíèå øåðîõîâàòî-

ñòè è íàïðÿæåííîãî ñîñòîÿíèÿ ïîâåðõíîñòíîãî ñëîÿ, ñóùåñòâåííî âëèÿþò

103

íà ïðåäåë âûíîñëèâîñòè è äðóãèå õàðàêòåðèñòèêè. Ïîâûøåííàÿ óñòàëîñò-

íàÿ ñòîéêîñòü ïëàñòè÷íûõ ìàòåðèàëîâ â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè çàâèñèò îò

ïðî÷íîñòè ïîâåðõíîñòíîãî ñëîÿ, ïîëó÷åííîé â ðåçóëüòàòå íàêëåïà ïðè ìå-

õàíè÷åñêîé îáðàáîòêå. Äëÿ ïîâûøåíèÿ ñòîéêîñòè òâåðäûõ è õðóïêèõ ìà-

òåðèàëîâ ïîëîæèòåëüíîå âëèÿíèå îêàçûâàþò îñòàòî÷íûå íàïðÿæåíèÿ.

3.3.5. Адсорбционное снижение прочности

Ïðîöåññû ðàçðóøåíèÿ, ïðîòåêàþùèå â òâåðäûõ òåëàõ, ñóùåñòâåííî çà-

âèñÿò îò èõ âçàèìîäåéñòâèÿ ñ îêðóæàþùåé ñðåäîé (íàïðèìåð, äîëãîâå÷-

íîñòü ìåäè è àëþìèíèÿ â âàêóóìå 10

-5

ìì ðò.ñò. ñîîòâåòñòâåííî â 20 è

10 ðàç áîëüøå, ÷åì â îáû÷íîé àòìîñôåðå [47]).

Âîçäåéñòâèå ïî÷òè âñåõ àêòèâíûõ ñðåä íà÷èíàåòñÿ ñ àäñîðáöèè ìîëå-

êóë èëè èîíîâ íà ïîâåðõíîñòè òåëà. Âëèÿíèå àäñîðáöèîííûõ ïðîöåññîâ

îáóñëîâëåíî, ãëàâíûì îáðàçîì, äâóìÿ ôàêòîðàìè: èçìåíåíèåì ñîñòîÿíèÿ

ïîâåðõíîñòè òâåðäîãî òåëà è äåéñòâèåì ïîâåðõíîñòíî-àêòèâíûõ âå-

ùåñòâ (ÏÀÂ), ñíèæàþùèõ ïîâåðõíîñòíóþ ýíåðãèþ òâåðäîãî òåëà.

Ìíîãèå ìåõàíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè (ïëàñòè÷íîñòü, ñîïðîòèâëåíèå

ïîëçó÷åñòè, óñòàëîñòíàÿ ïðî÷íîñòü, âíóòðåííåå òðåíèå) çàâèñÿò îò ñî-

ñòîÿíèÿ ïîâåðõíîñòè òåëà. Ïîñêîëüêó ðàçðóøåíèå ìîæíî ðàññìàòðèâàòü

êàê ïðîöåññ îáðàçîâàíèÿ íîâûõ ïîâåðõíîñòåé (òðåùèí è ðàçëîìîâ), òî,

ñëåäîâàòåëüíî, àäñîðáöèÿ ÏÀÂ, óìåíüøàÿ ðàáîòó, íåîáõîäèìóþ äëÿ îáðà-

çîâàíèÿ íîâûõ ïîâåðõíîñòåé, ñíèæàåò ñîïðîòèâëåíèå ðàçðóøåíèþ.

Ðàçëè÷àþòñÿ âíåøíèé è âíóòðåííèé àäñîðáöèîííûå ýôôåêòû. Âíåø-

íèé ýôôåêò âûçûâàåòñÿ àäñîðáöèåé ÏÀÂ íà âíåøíåé ïîâåðõíîñòè òåëà,

÷òî ïðèâîäèò ê ñíèæåíèþ ïðåäåëà òåêó÷åñòè è êîýôôèöèåíòà óïðî÷íåíèÿ

(ïëàñòèôèöèðîâàíèþ). Âíóòðåííèé ýôôåêò âîçíèêàåò â ðåçóëüòàòå àä-

ñîðáöèè ÏÀÂ íà ïîâåðõíîñòè äåôåêòîâ âíóòðè òâåðäîãî òåëà, âñëåäñòâèå

÷åãî ñíèæàåòñÿ ïðî÷íîñòü è ïîâûøàåòñÿ õðóïêîñòü.

ÏÀÂ (íåêîòîðûå îðãàíè÷åñêèå âåùåñòâà, æèäêèå ìåòàëëû è ýëåêòðîëè-

òû) ïîíèæàþò óñòàëîñòíóþ ïðî÷íîñòü ìåòàëëîâ è ìîãóò âûçâàòü ïðåæäå-

âðåìåííûé îòêàç ýëåìåíòîâ, ïîäâåðãàþùèõñÿ äëèòåëüíîìó âîçäåéñòâèþ

öèêëè÷åñêèõ íàïðÿæåíèé (àäñîðáöèîííàÿ óñòàëîñòü, ýôôåêò Ðåáèíäåðà).

Íàïðèìåð, ïðè èñïûòàíèè íà óñòàëîñòü îáðàçöû ñòàëè ìàðêè 40Õ íà âîçäóõå âû-

äåðæèâàþò 1,6 ìëí.öèêëîâ, â ïðèñóòñòâèè ÏÀÂ (îëåèíîâîé êèñëîòû) - 700 òûñ.öèêëîâ

[9]. Â ìàñëàõ, àêòèâèðîâàííûõ æèðíûìè êèñëîòàìè, ïðåäåë óñòàëîñòè ìåòàëëîâ ñíèæà-

åòñÿ íà 10-20%, â âîäíûõ ðàñòâîðàõ èçîàìèëîâîãî ñïèðòà - íà 50-60%. Ñìàçêè ñ ïðè-

ñàäêàìè ÏÀÂ çíà÷èòåëüíî óìåíüøàþò èçíîñ òðóùèõñÿ ïîâåðõíîñòåé, íî ïðè ýòîì ìî-

ãóò ïðèâîäèòü ê ïðåæäåâðåìåííîìó óñòàëîñòíîìó ðàçðóøåíèþ.

Îðãàíè÷åñêèå ÏÀÂ (ñïèðòû, æèðíûå êèñëîòû, êàíèôîëè, ìûëà è äð.) èìåþò çíà-

÷èòåëüíóþ ïî ðàçìåðàì ìîëåêóëó, ñîñòîÿùóþ èç ïîëÿðíîé ãðóïïû ñ áîëüøèì äèïîëü-

íûì ìîìåíòîì è íåïîëÿðíîãî óãëåâîäîðîäíîãî ðàäèêàëà, è ïîýòîìó íå ìîæåò äèôôóí-

äèðîâàòü â ðåøåòêó. Â ðåçóëüòàòå äåéñòâèå îðãàíè÷åñêèõ ÏÀÂ ÷èñòî ïîâåðõíîñòíîå è

ñíèæåíèå ïîâåðõíîñòíîé ýíåðãèè, êàê ïðàâèëî, íåçíà÷èòåëüíî (íå áîëåå 10-15%).

Ðàñïëàâëåííûå ëåãêîïëàâêèå ìåòàëëû, àòîìû êîòîðûõ ïî ðàçìåðàì ñîèçìåðèìû ñ

êîíñòàíòîé êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè, ìîãóò äèôôóíäèðîâàòü â îáúåì ìàòåðèàëà è ñïî-

ñîáíû çíà÷èòåëüíî ñíèçèòü ïîâåðõíîñòíóþ ýíåðãèþ.

Èîíû ýëåêòðîëèòîâ èç-çà çíà÷èòåëüíûõ ðàçìåðîâ îáû÷íî íå ìîãóò âíåäðèòüñÿ â

êðèñòàëëè÷åñêóþ ðåøåòêó (çà èñêëþ÷åíèåì âîäîðîäà è íåêîòîðûõ äðóãèõ ãàçîâ), íî çà-

ðÿæàþò ïîâåðõíîñòü òåëà. Èîíû ãàëîãåíîâ çíà÷èòåëüíî ñíèæàþò ïîâåðõíîñòíóþ ýíåð-

ãèþ ìåòàëëîâ, äðóãèå èîíû (íàïðèìåð, ñóëüôàòíûå) ñëàáî íà íåå âëèÿþò.

104

Âëèÿíèå ÏÀÂ íà ñêîðîñòü äåôîðìàöèè ìàòåðèàëà ìîæåò áûòü âûðàæå-

íî óðàâíåíèåì [9]

n = n

exp(-Dg

DF/kT), (3.44)

ãäå n

- ñêîðîñòü äåôîðìàöèè â îòñóòñòâèå ÏÀÂ; Dg

- èçìåíåíèå óäåëüíîé ïî-

âåðõíîñòíîé ýíåðãèè; DF - óâåëè÷åíèå ïëîùàäè ïîâåðõíîñòè.

Ñíèæåíèå ïðî÷íîñòè ìàòåðèàëîâ ïîä äåéñòâèåì ÏÀÂ ñâÿçàíî ñ

íàëè÷èåì íà ïîâåðõíîñòè ìèêðîòðåùèí, èìåâøèõñÿ äî ïðèëîæåíèÿ

íàãðóçêè èëè âîçíèêàþùèõ â ïðîöåññå äåôîðìàöèè. Ìîëåêóëû ÏÀÂ

âíåäðÿþòñÿ âî âñå äåôåêòû ìàòåðèàëà è ìèãðèðóþò ê îñíîâàíèþ òðåùèí.

Â ðåçóëüòàòå ñîçäàåòñÿ áîëüøîå èçáûòî÷íîå äàâëåíèå [9]. Êîãäà ìàòåðèàë

ñìà÷èâàåòñÿ ïîëíîñòüþ, èçáûòî÷íîå äàâëåíèå ïðèíèìàåò ìàêñèìàëüíîå

çíà÷åíèå è ìîæåò áûòü î÷åíü áîëüøèì.

Ñíèæåíèå ïðî÷íîñòè è ïîâûøåíèå ïëàñòè÷íîñòè ìåòàëëîâ ïîä

äåéñòâèåì ÏÀÂ îáóñëîâëåíî äèñëîêàöèîííûì ìåõàíèçìîì. Àäñîðáöèÿ

ÏÀÂ âëèÿåò íà âçàèìîäåéñòâèå äèñëîêàöèé ñ ïîâåðõíîñòüþ: ñíèæåíèå

ïîâåðõíîñòíîé ýíåðãèè óìåíüøàåò ïîâåðõíîñòíûé ýíåðãåòè÷åñêèé áàðüåð,

êîòîðûé íåîáõîäèìî ïðåîäîëåòü äëÿ âûõîäà äèñëîêàöèè íà ïîâåðõíîñòü.

Âîçíèêíîâåíèå è ñòåïåíü ïðîÿâëåíèÿ ýôôåêòà àäñîðáöèîííîãî ïîíèæåíèÿ ïðî÷íî-

ñòè ìåòàëëà ïîä âëèÿíèåì æèäêîãî ïîâåðõíîñòíî-àêòèâíîãî ìåòàëëà çàâèñèò îò ìíîãèõ

ôàêòîðîâ [48]: õèìè÷åñêîãî è ôèçè÷åñêîãî ñîñòîÿíèÿ ïîâåðõíîñòè, ñòåïåíè ñìà÷èâàíèÿ

ìàòåðèàëà (ñìà÷èâàíèå ñïîñîáñòâóåò ñíèæåíèþ ïðî÷íîñòè), õàðàêòåðà íàïðÿæåííîãî

ñîñòîÿíèÿ (ïðè ñæèìàþùèõ íàïðÿæåíèÿõ äåéñòâèå ÏÀÂ íå ïðîÿâëÿåòñÿ). Ñóùåñòâåí-

íîé îñîáåííîñòüþ ýôôåêòà àäñîðáöèîííîãî ïîíèæåíèÿ ïðî÷íîñòè ÿâëÿåòñÿ èçáèðà-

òåëüíîñòü äåéñòâèÿ (íàïðèìåð, íà öèíê ñèëüíî äåéñòâóþò ðòóòü è îëîâî, ñëàáî - ñâè-

íåö).

Ïðè àäñîðáöèè íà ïîâåðõíîñòè ìîëåêóë ñ ïîëÿðíûìè ãðóïïàìè äîñòèãàåòñÿ ìàêñè-

ìàëüíàÿ êîìïåíñàöèÿ ñèë ìîëåêóëÿðíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ ïîâåðõíîñòíîãî ñëîÿ (â íîð-

ìàëüíîì ñîñòîÿíèè ñèëû ìîëåêóëÿðíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ ïîâåðõíîñòíûõ ìîëåêóë íå

ïîëíîñòüþ êîìïåíñèðîâàíû). Àäñîðáöèîííûé ýôôåêò îðãàíè÷åñêèõ ÏÀÂ çàâèñèò íå

òîëüêî îò èõ ïîâåðõíîñòíîé àêòèâíîñòè, íî è âèäà ðàñòâîðèòåëÿ è êîíöåíòðàöèè ÏÀÂ

(îáû÷íî ñëàáûå îðãàíè÷åñêèå ÏÀÂ ðàñòâîðåíû â íåçíà÷èòåëüíûõ êîëè÷åñòâàõ â ðàç-

ëè÷íûõ ðàñòâîðèòåëÿõ). Ïðè ìàëûõ êîíöåíòðàöèÿõ èíòåíñèâíîñòü ýôôåêòà îïðåäåëÿåò-

ñÿ ñêîðîñòüþ àäñîðáöèè. Ìàêñèìóì èçìåíåíèÿ ìåõàíè÷åñêèõ ñâîéñòâ ñîîòâåòñòâóåò

îáðàçîâàíèþ ìîíîìîëåêóëÿðíîãî ñëîÿ ÏÀÂ íà ïîâåðõíîñòè ìàòåðèàëà. Îðãàíè÷åñêèå

ÏÀÂ âçàèìîäåéñòâóþò ñ ìåòàëëàìè ïðè íåâûñîêèõ òåìïåðàòóðàõ (ñ ïîâûøåíèåì òåì-

ïåðàòóðû ïðîèñõîäèò èõ äèññîöèàöèÿ íà áîëåå ïðîñòûå ñîñòàâëÿþùèå).

3.3.6. Коррозионное разрушение материалов

Äî 30% èçäåëèé, èçãîòîâëåííûõ èç ÷åðíûõ è öâåòíûõ ìåòàëëîâ, âûáû-

âàåò èç òåõíè÷åñêîãî èñïîëüçîâàíèÿ âñëåäñòâèå êîððîçèîííîãî ðàçðóøåíèÿ

[8,49]. Êîððîçèîííûå ïðîöåññû ïðèâîäÿò ê ñóùåñòâåííîìó ñíèæåíèþ íà-

äåæíîñòè òåõíè÷åñêèõ ñèñòåì, óâåëè÷åíèþ çàòðàò íà ðåìîíò, âîññòàíîâ-

ëåíèå è çàùèòíûå ìåðîïðèÿòèÿ.

Êîððîçèîííîå ðàçðóøåíèå ìàòåðèàëà ïðîèñõîäèò â ðåçóëüòàòå åãî õè-

ìè÷åñêîãî èëè ýëåêòðîõèìè÷åñêîãî âçàèìîäåéñòâèÿ ñ æèäêîé èëè ãàçîîá-

ðàçíîé ñðåäîé. Ãëàâíîé ïðè÷èíîé êîððîçèè ÿâëÿåòñÿ òåðìîäèíàìè÷åñêàÿ

íåóñòîé÷èâîñòü ìàòåðèàëà - êîððîçèîííûå ðåàêöèè ñîïðîâîæäàþòñÿ

óìåíüøåíèåì òåðìîäèíàìè÷åñêîãî ïîòåíöèàëà è ýíåðãåòè÷åñêè âûãîäíû.

Ðàçíîîáðàçèå óñëîâèé ýêñïëóàòàöèè ýëåìåíòîâ, áîëüøîå êîëè÷åñòâî

ôàêòîðîâ, âëèÿþùèõ íà êîððîçèîííûå ïðîöåññû, è èõ âîçìîæíûõ ñî÷åòà-

íèé îáóñëàâëèâàþò ìíîãîîáðàçèå ôîðì ïðîÿâëåíèÿ êîððîçèè. Êëàññèôèêà-

öèÿ âèäîâ êîððîçèîííûõ ðàçðóøåíèé ïðèâåäåíà â òàáë.3.2 [11,23,49].

105

Õèìè÷åñêàÿ êîððîçèÿ âêëþ÷à-

åò øèðîêèé ñïåêòð ïðîöåññîâ õè-

ìè÷åñêîãî âçàèìîäåéñòâèÿ ìàòå-

ðèàëîâ ñ àãðåññèâíûìè ñðåäàìè

ðàçëè÷íîãî ñîñòàâà. Íàèáîëüøåå

ïðàêòè÷åñêîå çíà÷åíèå èìåþò ïðî-

öåññû âçàèìîäåéñòâèÿ ìàòåðèàëîâ

(â ïåðâóþ î÷åðåäü - ìåòàëëîâ è

ñïëàâîâ) ñ êèñëîðîäîì.

Êèíåòèêà êîððîçèîííûõ ïðî-

öåññîâ îáóñëîâëåíà îáðàçîâàíèåì

ïëåíêè äèññîöèèðîâàííîãî êèñëî-

ðîäà, àäñîðáèðîâàííîãî íà ïî-

âåðõíîñòè ìàòåðèàëà (õèìè÷åñêàÿ

àäñîðáöèÿ - ñì.ðàçä.3.2.5), çàêðå-

ïëåíèåì ìîëåêóëÿðíîãî êèñëîðîäà

íà ïîâåðõíîñòè ïðåäûäóùåãî ñëîÿ

(ôèçè÷åñêàÿ àäñîðáöèÿ - ñì.ðàçä.

3.2.5) è ðîñòîì ïëåíêè îêèñëà (ðå-

àêöèÿ îêèñëåíèÿ - ñì.ðàçä.3.2.2)

[49,50]. Ìîëåêóëà êèñëîðîäà íà

ïîâåðõíîñòè ìàòåðèàëà äèññîöèè-

ðóåò íà àòîìû, êîòîðûå çàêðåïëÿþòñÿ íà îïðåäåëåííûõ òî÷êàõ ïîâåðõíî-

ñòè. Ñâîéñòâà õåìîñîðáèðîâàííîé ïëåíêè ñóùåñòâåííî îòëè÷àþòñÿ îò

ñâîéñòâ ïëåíîê îêèñëîâ. Ïðè íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ ïðîèñõîäèò ôèçè÷åñêàÿ

àäñîðáöèÿ ìîëåêóë êèñëîðîäà íà ïåðâîì ñëîå àòîìîâ êèñëîðîäà. Ïåðåõîä

îò õåìîñîðáèðîâàííîãî ñëîÿ êèñëîðîäà ê îêèñëó õàðàêòåðèçóåòñÿ ïåðå-

ñòðîéêîé àòîìîâ ìåòàëëà è êèñëîðîäà, ïðè êîòîðîé ñîçäàåòñÿ ïðîñòðàíñò-

âåííîå ðàñïðåäåëåíèå àòîìîâ, ñîîòâåòñòâóþùåå êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêå

îêèñëîâ. Ïåðâûé ñëîé îêèñëà ñíà÷àëà èìååò äèñïåðñíóþ ñòðóêòóðó è òîë-

ùèíó â íåñêîëüêî ïåðèîäîâ ðåøåòêè. Â ïðîöåññå ðîñòà íà íåì âîçíèêàþò

çàðîäûøè - öåíòðû ïåðåêðèñòàëëèçàöèè ìåëêîäèñïåðñíîé ïëåíêè â áîëåå

êðóïíûå êðèñòàëëèòû.

Ïðè íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ, êîãäà äèôôóçèÿ èîíîâ çàòðóäíåíà, ïðîèñõîäèò ïåðåõîä

ýëåêòðîíîâ ÷åðåç òîíêèé ñëîé îêèñëà âñëåäñòâèå òóííåëüíîãî ýôôåêòà èëè òåðìîèîí-

íîé ýìèññèè è èõ âçàèìîäåéñòâèå ñ êèñëîðîäîì, àäñîðáèðîâàííûì íà âíåøíåé ïîâåðõ-

íîñòè ïëåíêè [49,51]. Â ðåçóëüòàòå ýòîãî íà ïîâåðõíîñòè ðàçäåëà îêèñëà ñ ãàçîì îáðà-

çóþòñÿ àíèîíû êèñëîðîäà è ôîðìèðóåòñÿ çíà÷èòåëüíîå ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå. Ýòî ïîëå

ñïîñîáñòâóåò ìèãðàöèè ïîëîæèòåëüíûõ èîíîâ ìåòàëëà ê ïîâåðõíîñòè ðàçäåëà. Òàêèì

îáðàçîì, îñíîâíîé ïðè÷èíîé ðîñòà ïëåíêè îêèñëà â ýòîì ñëó÷àå ÿâëÿåòñÿ ãðàäèåíò ïî-

òåíöèàëà íà ïîâåðõíîñòè ðàçäåëà ìàòåðèàëà è æèäêîé èëè ãàçîîáðàçíîé ñðåäû.

Ïðè âûñîêèõ òåìïåðàòóðàõ íà ïîâåðõíîñòè îáðàçóþòñÿ òîëñòûå ïëåíêè (îêàëèíà).

Ïåðåíîñ âåùåñòâà ÷åðåç ñëîé îêàëèíû çàâèñèò îò ãðàäèåíòà êîíöåíòðàöèè, âîçíèêàþ-

ùåãî â ðåçóëüòàòå èçìåíåíèÿ ñîñòàâà îêèñëà ïî òîëùèíå ïëåíêè, à òàêæå îò ãðàäèåíòà

ýëåêòðè÷åñêîãî ïîòåíöèàëà èç-çà ðàçëè÷íîé êîíöåíòðàöèè çàðÿäîâ (îñîáåííî íà ãðàíè-

öå ðàçäåëà). Ïðè òîëñòîì ñëîå îêèñëà ãðàäèåíò ïîòåíöèàëà (â îòëè÷èå îò òîíêèõ) îò-

íîñèòåëüíî íåâåëèê, ïîýòîìó îáðàçîâàíèå îêàëèíû îïðåäåëÿåòñÿ â îñíîâíîì ïðîöåññîì

êîíöåíòðàöèîííîé äèôôóçèè ÷åðåç ïëåíêó. Ïðè ýòîì âîçìîæíû êàê äâèæåíèå ýëåêòðî-

íîâ è äèôôóçèÿ êàòèîíîâ ìåòàëëà ê ãðàíèöå ðàçäåëà îêèñëà è ãàçà, òàê è äèôôóçèÿ èî-

íîâ êèñëîðîäà, îáðàçóþùèõñÿ íà ïîâåðõíîñòè ðàçäåëà â ðåçóëüòàòå âçàèìîäåéñòâèÿ êè-

ñëîðîäà ñ ýëåêòðîíàìè, ïîñòóïàþùèìè èç îêèñëà, â îáðàòíîì íàïðàâëåíèè.

Òàáëèöà 3.2

КЛАССИФИКАЦИЯ ВИДОВ КОРРОЗИИ [8]

Ïðèçíàê Âèäû êîððîçèè

Ìåõàíèçì

ïðîòåêàíèÿ

ïðîöåññà

Õèìè÷åñêàÿ

Ýëåêòðîõèìè÷åñêàÿ

Õàðàêòåð

ïîâðåæäàåìîñòè

ïîâåðõíîñòè

Ñïëîøíàÿ:

- ðàâíîìåðíàÿ

- íåðàâíîìåðíàÿ

- èçáèðàòåëüíàÿ

Ìåñòíàÿ:

- ïÿòíàìè

- ÿçâàìè

- òî÷å÷íàÿ

- ìåæêðèñòàëëèòíàÿ

- òðàíñêðèñòàëëèòíàÿ

- ïîäïîâåðõíîñòíàÿ

Óñëîâèÿ

ïðîòåêàíèÿ

ïðîöåññà

Àòìîñôåðíàÿ

Ãàçîâàÿ

Â ýëåêòðîëèòàõ

Â íåýëåêòðîëèòàõ

Ýëåêòðè÷åñêàÿ

Ïîä íàïðÿæåíèåì

Êîíòàêòíàÿ

Ùåëåâàÿ

Ïî÷âåííàÿ

Áèîõèìè÷åñêàÿ

106

Äèôôóçèÿ ÿâëÿåòñÿ òåðìîàêòèâàöèîííûì ïðîöåññîì è ïîâûøåíèå òåì-

ïåðàòóðû îáû÷íî ïðèâîäèò ê ðåçêîìó óâåëè÷åíèþ ñêîðîñòè õèìè÷åñêîé

êîððîçèè, êîòîðóþ ìîæíî îïðåäåëèòü ïî óðàâíåíèþ Àððåíèóñà

(ñì.ðàçä.3.2.2).

Åñëè â ïëåíêå âîçíèêàþò çíà÷èòåëüíûå âíóòðåííèå íàïðÿæåíèÿ, à

ïëåíêà îáëàäàåò íåäîñòàòî÷íîé ïðî÷íîñòüþ è ïëàñòè÷íîñòüþ èëè èìååò

íåäîñòàòî÷íîå ñöåïëåíèå ñ ìàòåðèàëîì, òî îíà ìîæåò ðàçðóøèòüñÿ.

Îáðàçîâàâøèéñÿ íà ïîâåðõíîñòè ïåðâè÷íûé ñëîé îêèñëà ìîæåò òîðìî-

çèòü äàëüíåéøèé ðîñò îêàëèíû. Êèíåòèêà ðîñòà ïëåíîê ïîä÷èíÿåòñÿ ëè-

íåéíîìó, ïàðàáîëè÷åñêîìó èëè ëîãàðèôìè÷åñêîìó çàêîíó (ðèñ.3.9). Ëè-

íåéíûé çàêîí y = k

t (ëèíèÿ 1) íàáëþäàåòñÿ ïðè îêèñëåíèè ìåòàëëîâ, íà

êîòîðûõ îáðàçóþòñÿ ïëåíêè ñ íèçêèìè çàùèòíûìè ñâîéñòâàìè (ùåëî÷íûå

è ùåëî÷íîçåìåëüíûå ìåòàëëû, ìåòàëëû, îáðàçóþùèå ëåòó÷èå îêèñëû è

äð.). Ïàðàáîëè÷åñêèé çàêîí y = k

(t)

1/n

(ëèíèÿ 2) õàðàêòåðåí äëÿ ìåòàë-

ëîâ, îáðàçóþùèõ ñïëîøíûå ïëåíêè, â ñëó÷àÿõ, êîãäà ïî ìåðå óâåëè÷åíèÿ

òîëùèíû ïëåíêè ïðîöåññ äèôôóçèè òîðìîçèòñÿ è äàëüíåéøèé ðîñò çàìåä-

ëÿåòñÿ. Îáû÷íî 1 < n £ 2, äëÿ ìíîãèõ ìåòàëëîâ n = 2, äëÿ íåêîòîðûõ ìå-

òàëëîâ ïðè âûñîêèõ òåìïåðàòóðàõ n > 2. Åñëè äàëüíåéøèé ðîñò ïëåíêè

òîðìîçèòñÿ î÷åíü ñèëüíî (íàïðèìåð, ïðè íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ), òî íàáëþ-

äàåòñÿ ëîãàðèôìè÷åñêàÿ çàâèñèìîñòü y = ln(k

t). Êàæäàÿ èç ïðèâåäåííûõ

çàâèñèìîñòåé ñïðàâåäëèâà äëÿ ðàçëè÷íûõ ìàòåðèàëîâ è ñðåä â îãðàíè÷åí-

íîì äèàïàçîíå òåìïåðàòóð (íàïðèìåð, äëÿ æåëåçà ïðè òåìïåðàòóðå äî

400

Ñ õàðàêòåðíà ëîãàðèôìè÷åñêàÿ çàâèñèìîñòü, ïðè òåìïåðàòóðå îò 500

äî 1100

Ñ - ïàðàáîëè÷åñêàÿ).

Íà ìåòàëëàõ ñ ïåðåìåííîé âàëåíòíîñòüþ, èìåþùèõ ðàçëè÷íûå ñòåïåíè îêèñëåíèÿ

â çàâèñèìîñòè îò òåìïåðàòóðû è äàâëåíèÿ, ìîãóò îáðàçîâûâàòüñÿ îäíîôàçíûå èëè ìíî-

ãîôàçíûå òîëñòûå ïëåíêè, ñîîòâåòñòâóþùèå ðàçëè÷íûì ñòåïåíÿì îêèñëåíèÿ. Ïîðÿäîê

èõ ðàñïîëîæåíèÿ íà ïîâåðõíîñòè ñîîòâåòñòâóåò ïîðÿäêó ðàñïîëîæåíèÿ îêèñëîâ íà ðàâ-

íîâåñíîé äèàãðàììå ìåòàëëà ñ êèñëîðîäîì. Ïðè âûñîêîòåìïåðàòóðíîì îêèñëåíèè

ñïëàâîâ ñòðîåíèå òîëñòûõ ïëåíîê çàâèñèò îò èñõîäíîãî õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà, ñêëîííî-

ñòè ê îêèñëåíèþ îñíîâíîãî ìåòàëëà è äîáàâîê, óñëîâèé îêèñëåíèÿ.

Çàêîíîìåðíîñòè ýëåêòðîõèìè÷åñêîé êîððîçèè âî ìíîãîì îïðåäåëÿþò-

ñÿ ñòðîåíèåì êîððîçèîííîé ñðåäû. Ýëåêòðîëèòàìè ìîãóò áûòü âîäà, âîä-

íûå è íåâîäíûå ðàñòâîðû ñîëåé, êèñëîò è îñíîâàíèé, ðàñïëàâû ñîëåé.

Ìîëåêóëû ðàñòâîðåííîãî âå-

ùåñòâà äèññîöèèðóþò íà ñâîáîä-

íûå èîíû, âîêðóã êîòîðûõ â ðå-

çóëüòàòå ýëåêòðîñòàòè÷åñêîãî

âçàèìîäåéñòâèÿ îáðàçóåòñÿ îáî-

ëî÷êà èç äèïîëåé ðàñòâîðèòåëÿ

(ÿâëåíèå ñîëüâàòàöèè). Ïðè

âçàèìîäåéñòâèè èîíîâ ñ äèïîëÿ-

ìè ïðîèñõîäèò èõ ãèäðàòàöèÿ.

Ïîâåðõíîñòíûå àòîìû ìàòåðèàëà

â ýëåêòðîëèòå ïîäâåðãàþòñÿ âîç-

äåéñòâèþ ñèëîâîãî ïîëÿ ðàñòâî-

ðèòåëÿ. Åñëè ýíåðãèÿ ãèäðàòàöèè

áîëüøå, ÷åì ýíåðãèÿ ñâÿçè â êðè-

Ðèñ.3.9. Êèíåòèêà ðîñòà îêèñíûõ ïëåíîê:

1- ëèíåéíûé çàêîí, 2 - ïàðàáîëè÷åñêèé çàêîí,

ëîãàðèôìè÷åñêèé çàêîí

107

ñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêå, òî èîíû ìåòàëëîâ, ãèäðàòèðóÿñü, ïåðåõîäÿò â ýëåê-

òðîëèò, ïðè ýòîì ýêâèâàëåíòíûå ýëåêòðîíû îñòàþòñÿ â ìåòàëëå. Ïîâåðõ-

íîñòü ïðèîáðåòàåò îòðèöàòåëüíûé çàðÿä, ÷òî âûçûâàåò ýëåêòðîñòàòè÷åñêîå

ïðèòÿæåíèå ìåæäó ïîëîæèòåëüíî çàðÿæåííûìè èîíàìè ìåòàëëà â ðàñòâî-

ðå è ïîâåðõíîñòüþ. Ïðè ýòîì íà ãðàíèöå ðàçäåëà âîçíèêàåò äâîéíîé ýëåê-

òðè÷åñêèé ñëîé èç ýëåêòðîíîâ è èîíîâ. Åñëè æå ýíåðãèÿ ãèäðàòàöèè íå-

äîñòàòî÷íà äëÿ ïåðåâîäà èîíà ìåòàëëà â ýëåêòðîëèò, òî íà ïîâåðõíîñòè

ïðîèñõîäèò àäñîðáöèÿ êàòèîíîâ ýëåêòðîëèòà è èõ ýëåêòðîñòàòè÷åñêîå

âçàèìîäåéñòâèå ñ èçáûòî÷íûìè àíèîíàìè ðàñòâîðà, â ðåçóëüòàòå ÷åãî íà

ïîâåðõíîñòè òàêæå îáðàçóåòñÿ äâîéíîé ýëåêòðè÷åñêèé ñëîé èç ïîëîæè-

òåëüíî è îòðèöàòåëüíî çàðÿæåííûõ èîíîâ.

Ïðîöåññ ýëåêòðîõèìè÷åñêîé êîððîçèè ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê ðåçóëüòàò ðàáîòû

êîððîçèîííûõ ãàëüâàíè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ, âîçíèêàþùèõ ïðè âçàèìîäåéñòâèè ìåòàëëà ñ

ýëåêòðîëèòîì [23,49,50]. Ðàáîòà ãàëüâàíè÷åñêîãî ýëåìåíòà îáóñëîâëåíà ïðîòåêàíèåì

äâóõ îòíîñèòåëüíî íåçàâèñèìûõ ïðîöåññîâ - àíîäíîãî è êàòîäíîãî, ëîêàëèçîâàííûõ íà

ðàçëè÷íûõ ó÷àñòêàõ. Àíîäíûé ïðîöåññ õàðàêòåðèçóåòñÿ ïåðåõîäîì â ðàñòâîð ãèäðàòè-

ðîâàííûõ àòîìîâ ìåòàëëà, êàòîäíûé - àññèìèëÿöèåé ïåðåòåêàþùèõ ñ àíîäà èçáûòî÷íûõ

ýëåêòðîíîâ äåïîëÿðèçàòîðîì (ñîäåðæàùèìñÿ â ðàñòâîðå àòîìîì èëè èîíîì, ñïîñîáíûì

âîññòàíàâëèâàòüñÿ). Åñëè íåò äðóãèõ ýëåêòðîäíûõ ïðîöåññîâ, òî àíîäíîå ðàñòâîðåíèå

ìåòàëëà ïðåêðàùàåòñÿ ïîñëå óñòàíîâëåíèÿ äèíàìè÷åñêîãî ðàâíîâåñèÿ ïðîöåññîâ ïåðå-

íîñà çàðÿäîâ â ðàñòâîð è èõ îáðàòíîãî âîññòàíîâëåíèÿ íà ìåòàëëå. Åñëè æå èçáûòî÷-

íûå ýëåêòðîíû ïåðåòåêàþò ñ àíîäíîãî ó÷àñòêà íà êàòîäíûé, âûçûâàÿ ïðîòåêàíèå êà-

òîäíîãî ïðîöåññà, òî ðàñòâîðåíèå ìåòàëëà íà àíîäå áóäåò ïðîäîëæàòüñÿ íåïðåðûâíî.

Îñíîâíîé ïðè÷èíîé ëîêàëèçàöèè àíîäíîãî è êàòîäíîãî ïðîöåññîâ ÿâëÿåòñÿ ýëåê-

òðîõèìè÷åñêàÿ íåîäíîðîäíîñòü (ìàêðî-, ìèêðî- èëè ñóáìèêðîýëåêòðîõèìè÷åñêàÿ ãåòåðî-

ãåííîñòü) êîððîäèðóåìîé ïîâåðõíîñòè, ñâÿçàííàÿ ñ ðàçëè÷èåì çíà÷åíèé ýëåêòðîäíûõ

ïîòåíöèàëîâ è òîêîâ íà ðàçëè÷íûõ ó÷àñòêàõ ïîâåðõíîñòè. Ìàêðîýëåêòðîõèìè÷åñêàÿ ãå-

òåðîãåííîñòü ïðîÿâëÿåòñÿ ïðè êîíòàêòå ðàçíîðîäíûõ ìåòàëëîâ, íåñïëîøíîñòè ïëåíîê

íà ïîâåðõíîñòè, íåîäíîðîäíîñòè ñðåäû èëè ôèçè÷åñêèõ óñëîâèé. Ìèêðîýëåêòðîõèìè÷å-

ñêàÿ ãåòåðîãåííîñòü ìîæåò áûòü îáóñëîâëåíà ñòðóêòóðíîé íåîäíîðîäíîñòüþ ìàòåðèàëà,

åãî çåðíèñòîé ñòðóêòóðîé, íàëè÷èåì ïîñòîðîííèõ âêëþ÷åíèé è ò.ä. Ñóáìèêðîýëåêòðî-

õèìè÷åñêàÿ ãåòåðîãåííîñòü îáóñëîâëåíà äåôåêòàìè êðèñòàëëè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ ìàòå-

ðèàëà, ýíåðãåòè÷åñêèìè ôëóêòóàöèÿìè àòîìîâ íà ïîâåðõíîñòè è ò.ä. Îáû÷íî â îáðàçî-

âàíèè êîððîçèîííûõ ãàëüâàíè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ ó÷àñòâóþò âñå òðè ãðóïïû ïðè÷èí.

Ðàññìîòðåííûå ìåõàíèçìû õèìè÷åñêîé è ýëåêòðîõèìè÷åñêîé êîððîçèè

ÿâëÿþòñÿ îïðåäåëÿþùèìè çàêîíîìåðíîñòÿìè ðàçðóøåíèÿ ïîâåðõíîñòè ìà-

òåðèàëîâ ïðè èõ âçàèìîäåéñòâèè ñ àãðåññèâíîé ñðåäîé [8,16]. Â çàâèñèìî-

ñòè îò óñëîâèé ýêñïëóàòàöèè êîððîçèîííîå ðàçðóøåíèå ìîæåò ïðîòåêàòü

ëèáî ïî îäíîìó èç ìåõàíèçìîâ, ëèáî ñ ïðåîáëàäàíèåì îäíîãî èç íèõ.

Ãàçîâàÿ êîððîçèÿ ÿâëÿåòñÿ ÷àñòíûì ñëó÷àåì õèìè÷åñêîé è ïðîÿâëÿåòñÿ â àêòèâ-

íûõ ãàçîâûõ ñðåäàõ ïðè ïîâûøåííûõ òåìïåðàòóðàõ (íàïðèìåð, â àòìîñôåðå âîäîðîäà

ïðè äàâëåíèè 150 àòì è òåìïåðàòóðå 560

Ñ ïðåäåë ïðî÷íîñòè ñòàëè ÷åðåç ñóòêè

óìåíüøàåòñÿ â äâà ðàçà [23]). Ñ ïîâûøåíèåì òåìïåðàòóðû ðåçêî âîçðàñòàþò êîíñòàíòû

ñêîðîñòè õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé è êîýôôèöèåíòû äèôôóçèè, ÷òî îáóñëàâëèâàåò ýêñïîíåí-

öèàëüíóþ çàâèñèìîñòü ñêîðîñòè êîððîçèè îò òåìïåðàòóðû. Øåðîõîâàòûå ïîâåðõíîñòè

èìåþò íåñêîëüêî áîëüøóþ ñêîðîñòü îêèñëåíèÿ, ÷åì ãëàäêèå, îäíàêî ýòî ïðîÿâëÿåòñÿ

òîëüêî â íà÷àëüíûé ïåðèîä ïðîöåññà. Ãàçîâàÿ êîððîçèÿ â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè çàâèñèò

îò ñîñòàâà ãàçîâîé ñðåäû. Êðîìå êèñëîðîäà, ñèëüíîé êîððîçèîííîé àêòèâíîñòüþ îáëà-

äàþò ïàðû âîäû, óãëåêèñëîòà, ñåðíèñòûé ãàç, õëîð, ñåðîâîäîðîä. Ïðè ãàçîâîé êîððîçèè

êîýôôèöèåíòû ëèíåéíîãî ðàñøèðåíèÿ îêèñëîâ, êàê ïðàâèëî, çíà÷èòåëüíî íèæå, ÷åì

ìåòàëëîâ, ïîýòîìó ïðè öèêëè÷åñêèõ èçìåíåíèÿõ òåìïåðàòóðû â îêàëèíå âîçíèêàþò

çíà÷èòåëüíûå âíóòðåííèå íàïðÿæåíèÿ, ÷àñòî âûçûâàþùèå åå ðàçðóøåíèå.

Àòìîñôåðíàÿ êîððîçèÿ ÿâëÿåòñÿ îäíèì èç ñàìûõ ðàñïðîñòðàíåííûõ âèäîâ êîððî-

çèîííîãî ðàçðóøåíèÿ êîíñòðóêöèîííûõ ìàòåðèàëîâ (â ïåðâóþ î÷åðåäü ìåòàëëîâ). Ðàç-

ëè÷àþò òðè îñíîâíûõ âèäà àòìîñôåðíîé êîððîçèè (ðèñ.3.10): ñóõóþ, âëàæíóþ è ìîê-

ðóþ. Ñóõàÿ êîððîçèÿ (ó÷àñòîê I) íàáëþäàåòñÿ ïðè ïîëíîì îòñóòñòâèè âëàãè íà ïîâåðõ-

íîñòè ìåòàëëà. Íà ìåòàëëå îáðàçóþòñÿ òîí÷àéøèå îêèñíûå ïëåíêè, ñêîðîñòü êîððîçèè

ìàëà. Âëàæíàÿ êîððîçèÿ (ó÷àñòîê II) ïðîòåêàåò ïîä òîíêèì ñëîåì âëàãè, îáðàçóþùèìñÿ

íà ïîâåðõíîñòè â ðåçóëüòàòå êàïèëëÿðíîé, àäñîðáöèîííîé èëè èîííîé êîíäåíñàöèè.

108

Ñêîðîñòü êîððîçèè ïðè ýòîì ðåçêî âîçðàñòàåò. Ìîêðàÿ êîððîçèÿ (ó÷àñòîê III) íàáëþäà-

åòñÿ ïðè êàïåëüíîé êîíäåíñàöèè âëàãè íà ïîâåðõíîñòè è îáðàçîâàíèÿ âèäèìîé ïëåíêè

æèäêîñòè. Â ýòîì ñëó÷àå ñêîðîñòü êîððîçèè íèæå, ÷åì ïðè âëàæíîé êîððîçèè, òàê êàê

÷åðåç òîëñòóþ ïëåíêó æèäêîñòè äèôôóçèÿ êèñëîðîäà çàòðóäíåíà. Ó÷àñòîê IV ñîîòâåò-

ñòâóåò êîððîçèè ïðè ïîëíîì ïîãðóæåíèè â ýëåêòðîëèò. Ïðè ýòîì ñêîðîñòü êîððîçèè

íåñêîëüêî ñíèæàåòñÿ. Â öåëîì ñêîðîñòü àòìîñôåðíîé êîððîçèè çàâèñèò îò ñîñòàâà àò-

ìîñôåðû, òåìïåðàòóðû è âëàæíîñòè. Íàèáîëåå àãðåññèâíûìè ÿâëÿþòñÿ àòìîñôåðû, ñî-

äåðæàùèå ñåðíûé àíãèäðèä SO

, îáðàçóþùèéñÿ ïðè ñæèãàíèè òîïëèâà.

Êîððîçèÿ â íåýëåêòðîëèòàõ ïðîòåêàåò òàêæå ïî õèìè÷åñêîìó ìåõàíèçìó ïðè âîç-

äåéñòâèè àãðåññèâíûõ îðãàíè÷åñêèõ è íåîðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâ (ðàñòâîðèòåëåé - áåíçî-

ëà, òîëóîëà, ÷åòûðåõõëîðèñòîãî óãëåðîäà, íåôòåïðîäóêòîâ - ìàçóòà, êåðîñèíà, áåíçèíà,

ñìàçî÷íûõ ìàñåë, à òàêæå æèäêèõ áðîìà è ôòîðèñòîãî âîäîðîäà, ðàñïëàâëåííîé ñåðû è

äð.).

Ýëåêòðîêîððîçèè ïîäâåðæåíû ýëåìåíòû, íàõîäÿùèåñÿ â çîíå ðàñïðîñòðàíåíèÿ

áëóæäàþùèõ òîêîâ (íàïðèìåð, êîíñòðóêöèè ïîäçåìíûõ ñîîðóæåíèé).

Êîíòàêòíàÿ êîððîçèÿ ïðîÿâëÿåòñÿ ïðè êîíòàêòå ðàçíîðîäíûõ ìàòåðèàëîâ â ñðåäå

ýëåêòðîëèòà. Ìàòåðèàëû ñ áîëüøèì îòðèöàòåëüíûì ïîòåíöèàëîì ïîä âëèÿíèåì ìàòå-

ðèàëîâ ñ ìåíüøèì ïîòåíöèàëîì ðàçðóøàþòñÿ ãîðàçäî áûñòðåå, ÷åì â îòñóòñòâèå êîí-

òàêòà.

Ùåëåâàÿ êîððîçèÿ ïðîÿâëÿåòñÿ ïðè ïîïàäàíèè ýëåêòðîëèòà ìåæäó ðàçíîðîäíûìè

ìàòåðèàëàìè. Ùåëåâàÿ êîððîçèÿ ïðèâîäèò, êàê ïðàâèëî, ê ëîêàëüíîìó ðàçðóøåíèþ ìà-

òåðèàëîâ, ðåçêî ñíèæàÿ íàäåæíîñòü è äîëãîâå÷íîñòü ýëåìåíòîâ.

Êîððîçèÿ ïîä íàïðÿæåíèåì - ñïåöèôè÷åñêèé âèä êîððîçèè ïðè îäíîâðåìåííîì

âîçäåéñòâèè äåôîðìàöèè è êîððîçèîííîé ñðåäû. Ñïîñîáíîñòü ìàòåðèàëîâ çàïàñàòü

ýíåðãèþ ïðè äåôîðìèðîâàíèè ñíèæàåò åãî òåðìîäèíàìè÷åñêóþ ñòàáèëüíîñòü, ÷åì è

îáúÿñíÿåòñÿ ïîâûøåííàÿ ðåàêöèîííàÿ àêòèâíîñòü äåôîðìèðîâàííûõ ìàòåðèàëîâ. Êðîìå

òîãî, íàëè÷èå â ìåòàëëå âíóòðåííèõ íàïðÿæåíèé ÷àñòî ïðèâîäèò ê íàðóøåíèþ ñïëîø-

íîñòè çàùèòíûõ ïëåíîê íà ïîâåðõíîñòè, ÷òî òàêæå îáëåã÷àåò êîððîçèîííûå ïðîöåññû.

Êîððîçèÿ ïîä íàïðÿæåíèåì ìîæåò ïðîòåêàòü íà âñåé ïîâåðõíîñòè, îäíàêî íàèáîëåå

îïàñíà ëîêàëüíàÿ êîððîçèÿ (êîððîçèîííîå ðàñòðåñêèâàíèå è êîððîçèîííàÿ óñòàëîñòü).

Çíà÷èòåëüíîå óñêîðåíèå êîððîçèîííûõ ïðîöåññîâ íàáëþäàåòñÿ òàêæå ïðè îäíîâðåìåí-

íîì âîçäåéñòâèè òðåíèÿ è àãðåññèâíîé ñðåäû.

Îñíîâíàÿ ñëîæíîñòü êîëè÷åñòâåííîé îöåíêè êîððîçèîííûõ ïðîöåññîâ

çàêëþ÷àåòñÿ â èõ ïîëèâàðèàíòíîñòè è çàâèñèìîñòü îò áîëüøîãî êîëè÷åñò-

âà âíóòðåííèõ (ñîñòàâ è ñòðóêòóðà ìàòåðèàëà, ôèçè÷åñêèå, ìåõàíè÷åñêèå

è ýëåêòðîõèìè÷åñêèå ïàðàìåòðû ïîâåðõíîñòè è ò.ä.) è âíåøíèõ ôàêòîðîâ

(ñîñòàâ, òåìïåðàòóðà, ñêîðîñòü ñðåäû, âçàèìîäåéñòâèå ñ äðóãèìè ìàòåðèà-

ëàìè è ò.ä.). Èçâåñòíî áîëüøîå êîëè÷åñòâî àíàëèòè÷åñêèõ, ïîëóýìïèðè÷å-

ñêèõ è ýìïèðè÷åñêèõ ìåòîäîâ ðàñ÷åòà [9,23,49-51].

3.3.7. Трение и износ материалов

Èçíîñ, âîçíèêàþùèé ïðè òðåíèè ñîïðÿæåííûõ ïîâåðõíîñòåé ñîïðèêà-

ñàþùèõñÿ ýëåìåíòîâ (äåòàëåé), ÿâëÿåòñÿ íàèáîëåå õàðàêòåðíûì âèäîì ïî-

âðåæäåíèÿ è îäíîé èç îñíîâíûõ ïðè÷èí îòêàçîâ áîëüøèíñòâà ìåõàíè÷å-

ñêèõ ñèñòåì (îòêàçû èç-çà èçíîñà ìî-

ãóò ñîñòàâëÿòü 80-90%, â àâòîìîáèëÿõ

è ñòðîèòåëüíî-äîðîæíûõ ìàøèíàõ - äî

95%) [8,24,33,38,52-53]. Îòêàçû ìîãóò

íàñòóïàòü êàê âñëåäñòâèå èçíîñà ïî-

âåðõíîñòåé äî ïðåäåëüíîãî ñîñòîÿíèÿ,

òàê è ïðè çíà÷èòåëüíîì èëè ðåçêîì

èçìåíåíèè êîýôôèöèåíòà òðåíèÿ.

Èçíîñîì íàçûâàåòñÿ ïðîöåññ èç-

ìåíåíèÿ ðàçìåðîâ, ôîðìû, ìàññû èëè

ñîñòîÿíèÿ ïîâåðõíîñòè òåëà âñëåäñò-

III

Ðèñ.3.10. Çàâèñèìîñòü ñêîðîñòè

àòìîñôåðíîé êîððîçèè îò òîëùèíû

ñëîÿ âëàãè íà ïîâåðõíîñòè ìåòàëëà [

]

109

âèå ðàçðóøåíèÿ (èçíàøèâàíèÿ) åãî ïîâåðõíîñòíîãî ñëîÿ ïðè òðåíèè, ïðî-

ÿâëÿþùèéñÿ â îòäåëåíèè ñ ïîâåðõíîñòè ìàòåðèàëà è (èëè) îñòàòî÷íîé äå-

ôîðìàöèè. Èçíàøèâàíèå - ñëîæíûé ôèçèêî-õèìè÷åñêèé ïðîöåññ è ìîæåò

ñîïðîâîæäàòüñÿ ðàçëè÷íûìè ïîâåðõíîñòíûìè è îáúåìíûìè ÿâëåíèÿìè (â

÷àñòíîñòè êîððîçèåé) [13,16].

Ïðè êîíòàêòå è îòíîñèòåëüíîì ïåðåìåùåíèè ñîïðÿæåííûõ ïîâåðõíî-

ñòåé â ïîâåðõíîñòíûõ ñëîÿõ âîçíèêàþò ðàçëè÷íûå ìåõàíè÷åñêèå è ìîëå-

êóëÿðíûå âçàèìîäåéñòâèÿ, êîòîðûå, â êîíå÷íîì ñ÷åòå, è ïðèâîäÿò ê ðàç-

ðóøåíèþ ìèêðîîáúåìîâ ïîâåðõíîñòåé, ò.å. ê èçíîñó. Ñîîòâåòñòâåííî êëàñ-

ñèôèêàöèÿ âèäîâ èçíàøèâàíèÿ áàçèðóåòñÿ íà âûäåëåíèè îñíîâíûõ ôàêòî-

ðîâ, îïðåäåëÿþùèõ ïðîöåññ (ðèñ.3.11) [8,11,38,54]: ìåõàíè÷åñêîå èçíàøè-

âàíèå ïðîèñõîäèò â ðåçóëüòàòå òîëüêî ìåõàíè÷åñêîãî âçàèìîäåéñòâèÿ, ìî-

ëåêóëÿðíî-ìåõàíè÷åñêîå ñîïðîâîæäàåòñÿ ìåæìîëåêóëÿðíûì âçàèìîäåéñò-

âèåì ìàòåðèàëîâ, êîððîçèîííî-ìåõàíè÷åñêîå ïðîèñõîäèò ïðè òðåíèè ìà-

òåðèàëîâ, âñòóïèâøèõ â õèìè÷åñêîå âçàèìîäåéñòâèå ñî ñðåäîé. Ðàçíîâèä-

íîñòè ýòèõ ïðîöåññîâ õàðàêòåðèçóþòñÿ ñïåöèôè÷åñêèìè ÿâëåíèÿìè, âûçû-

âàþùèìè ðàçðóøåíèå ìèêðîîáúåìîâ ìàòåðèàëà ïðè òðåíèè.

Àáðàçèâíîå èçíàøèâàíèå ïðîèñõîäèò ïðè íàëè÷èè íà òðóùèõñÿ ïî-

âåðõíîñòÿõ àáðàçèâíûõ ÷àñòèö â ðåçóëüòàòå ðåçàíèÿ è öàðàïàíèÿ ñ îòäå-

ëåíèåì ñòðóæêè, ïðè÷åì ÷àñòî àáðàçèâíûå ÷àñòèöû ñàìè ÿâëÿþòñÿ ïðî-

äóêòàìè èçíîñà - òâåðäûìè îáðàçîâàíèÿìè ñòðóêòóðíûõ ñîñòàâëÿþùèõ

ðàçðóøåííûõ ìèêðîîáúåìîâ ìàòåðèàëîâ. Ðàçíîâèäíîñòüþ àáðàçèâíîãî èç-

íàøèâàíèÿ ÿâëÿåòñÿ ãèäðî- è ãàçîàáðàçèâíîå èçíàøèâàíèå, ïðè êîòîðîì

èçíîñ ïðîèñõîäèò â ðåçóëüòàòå âîçäåéñòâèÿ ïîòîêà òâåðäûõ ÷àñòèö â æèä-

êîñòè èëè ãàçå.

Óñòàëîñòíîå èçíàøèâàíèå ÿâëÿåòñÿ ñëåäñòâèåì öèêëè÷åñêîãî âçàè-

ìîäåéñòâèÿ ìèêðîâûñòóïîâ òðóùèõñÿ ïîâåðõíîñòåé. Îòäåëåíèå ÷àñòèö ìà-

òåðèàëà ìîæåò òàêæå ïðîèñõîäèòü ïðè ìåõàíè÷åñêîì âçàèìîäåéñòâèè â

ðåçóëüòàòå íàêëåïà ïîâåðõíîñòíîãî ñëîÿ (ñì.ðàçä.3.2.6), êîòîðûé ïðè ýòîì

ñòàíîâèòñÿ õðóïêèì è ðàçðóøàåòñÿ.

Àäãåçèîííîå èçíàøèâàíèå ñâÿçàíî ñ âîçíèêíîâåíèåì â ëîêàëüíûõ çî-

íàõ êîíòàêòà èíòåíñèâíîãî ìîëåêóëÿðíîãî (àäãåçèîííîãî) âçàèìîäåéñòâèÿ,

ñèëû êîòîðîãî ïðåâîñõîäÿò ïðî÷íîñòü ñâÿçåé ìàòåðèàëà ïîâåðõíîñòíûõ

ñëîåâ ñ îñíîâíûì ìàòåðèàëîì. Îáðàçîâàíèå àäãåçèîííûõ ñâÿçåé ïðîèñõî-

äèò â ïðîöåññå ìåõàíè÷åñêîãî âçàèìîäåéñòâèÿ ìèêðîâûñòóïîâ êîíòàêòè-

ðóþùèõ òåë è ñîïðîâîæäàåòñÿ, êàê ïðàâèëî, çíà÷èòåëüíûì èçìåíåíèåì

ïîòåíöèàëüíîé ýíåðãèè ïîâåðõíîñòíûõ ñëîåâ, ÷òî îáëåã÷àåò ïðîÿâëåíèå

Изнашивание

Молекулярно-механическое Коррозионно-механическоеМеханическое

Абразивное Усталостное Адгезионное

Избирательный

перенос

Окислительное

Фреттинг-

коррозия

Ðèñ.3.11. Êëàññèôèêàöèÿ âèäîâ èçíàøèâàíèÿ [13,53]

110

àòîìíî-ìîëåêóëÿðíûõ ñèë, çàâèñÿùèõ îò ïðèðîäû ìàòåðèàëà. Àäãåçèîííîå

èçíàøèâàíèå âñåãäà ñâÿçàíî ñ ôðèêöèîííûì ïåðåíîñîì ìàòåðèàëà ñ îäíîé

ïîâåðõíîñòè íà äðóãóþ èëè ñ îáðàçîâàíèåì ïðîñëîåê. Ïðè òðåíèè ìåòàë-

ëè÷åñêèõ ïàð àäãåçèîííîå èçíàøèâàíèå ïðèâîäèò, êàê ïðàâèëî, ê ñõâàòû-

âàíèþ êîíòàêòèðóþùèõ ó÷àñòêîâ è ãëóáèííîìó âûðûâàíèþ ìàòåðèàëà.

Èçáèðàòåëüíûé ïåðåíîñ õàðàêòåðèçóåòñÿ àòîìàðíûìè ÿâëåíèÿìè â

çîíå êîíòàêòà è â ðåçóëüòàòå ñâîåîáðàçíûõ õèìèêî-ìåõàíè÷åñêèõ ïðîöåñ-

ñîâ ïðèâîäèò ê îáðàçîâàíèþ íà ïîâåðõíîñòè ìàòåðèàëîâ ìÿãêîãî è òîíêîãî

ñëîÿ, îáåñïå÷èâàþùåãî ìèíèìàëüíîå òðåíèå è ñïîñîáñòâóþùåãî ðàâíîìåð-

íîìó ðàñïðåäåëåíèþ äàâëåíèé ïî ïîâåðõíîñòè òðåíèÿ, îáðàçîâàíèþ ïðàê-

òè÷åñêè áåçûçíîñíûõ ïàð òðåíèÿ.

Îêèñëèòåëüíîå èçíàøèâàíèå ïðîèñõîäèò ïðè íàëè÷èè íà ïîâåðõíîñòè

òðåíèÿ çàùèòíûõ ïëåíîê, îáðàçîâàâøèõñÿ â ðåçóëüòàòå âçàèìîäåéñòâèÿ

ìàòåðèàëà ñ êèñëîðîäîì. Îêèñëèòåëüíîå èçíàøèâàíèå ìîæåò çàêëþ÷àòüñÿ

â óäàëåíèè ñ ïîâåðõíîñòè óëüòðàìèêðîñêîïè÷åñêèõ õèìè÷åñêè àäñîðáèðî-

âàííûõ ïëåíîê, óäàëåíèè ìèêðîïëåíîê òâåðäûõ ðàñòâîðîâ è ýâòåêòèê õè-

ìè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé ìàòåðèàëà ñ êèñëîðîäîì èëè ïåðèîäè÷åñêîì îáðàçî-

âàíèè è âûêðàøèâàíèè ñïëîøíûõ òâåðäûõ è õðóïêèõ ñëîåâ õèìè÷åñêèõ

ñîåäèíåíèé ìàòåðèàëà ñ êèñëîðîäîì. Íàëè÷èå îêèñíûõ ïëåíîê íå èñêëþ-

÷àåò âîçìîæíîñòè èõ óñòàëîñòíîãî ðàçðóøåíèÿ, íî âíîñèò â ïðîöåññ ñâîþ

ñïåöèôèêó, ò.ê. ïðè ýòîì ðàçðóøàåòñÿ, êàê ïðàâèëî, áîëåå õðóïêèé ìàòå-

ðèàë - ïëåíêà îêèñëîâ. Áîëüøèå ïëàñòè÷åñêèå äåôîðìàöèè â ïîâåðõíîñò-

íûõ ñëîÿõ ìàòåðèàëà (â ÷àñòíîñòè ïðè òðåíèè êà÷åíèÿ) îáëåã÷àþò äèôôó-

çèþ êèñëîðîäà è åãî âçàèìîäåéñòâèå ñ ìàòåðèàëîì. Äåôîðìèðîâàííûé íà-

ñûùåííûé êèñëîðîäîì ïîâåðõíîñòíûé ñëîé õðóïêî ðàçðóøàåòñÿ ïîä âîç-

äåéñòâèåì öèêëè÷åñêèõ íàãðóçîê, çàòåì ýòîò ïðîöåññ ïåðåõîäèò íà ñëå-

äóþùèå ñëîè.

Ôðåòòèíã-êîððîçèÿ ïðîèñõîäèò ïðè îòíîñèòåëüíûõ êîëåáàòåëüíûõ

ïåðåìåùåíèÿõ êîíòàêòèðóþùèõ ïîâåðõíîñòåé â ðåçóëüòàòå âèáðàöèé èëè

ïåðèîäè÷åñêèõ äåôîðìàöèé ýëåìåíòîâ. Ïðîöåññ ïðîèñõîäèò â íåñêîëüêî

ñòàäèé: ñíà÷àëà ïðîèñõîäèò óïðî÷íåíèå ïîâåðõíîñòåé êîíòàêòà, ïëàñòè÷å-

ñêàÿ äåôîðìàöèÿ âûñòóïîâ, âîçíèêíîâåíèå è ðàçðóøåíèå îêèñíûõ ïëåíîê,

çàòåì ðàçâèâàþòñÿ êîððîçèîííî-óñòàëîñòíûå ïðîöåññû è âñëåäñòâèå àä-

ñîðáöèè âëàãè è êèñëîðîäà ôîðìèðóþòñÿ êîððîçèîííî-àêòèâíàÿ ñðåäà, ïî-

ñëå ýòîãî ïðîèñõîäèò ðàçðûõëåíèå è ðàçðóøåíèå ïîâåðõíîñòíûõ ñëîåâ.

Îáðàçóþùèåñÿ ïðè ýòîì â çîíå êîíòàêòà ïðîäóêòû èçíîñà ìîãóò èíòåíñè-

ôèöèðîâàòü ïðîöåññû ðàçðóøåíèÿ âïëîòü äî àáðàçèâíîãî èçíàøèâàíèÿ.

Ïðîöåññû èçíàøèâàíèÿ ìîæíî òàêæå ðàçäåëèòü ïî ñêîðîñòè ðàçðóøåíèÿ ôðèêöè-

îííûõ ñâÿçåé íà áûñòðîïðîòåêàþùèå, ñðåäíåé ñêîðîñòè è ìåäëåííûå ïðîöåññû [9]. Äëÿ

áûñòðîïðîòåêàþùèõ ïðîöåññîâ õàðàêòåðíî îòäåëåíèå ïðîäóêòîâ èçíàøèâàíèÿ óæå

ïðè ïåðâûõ àêòàõ âçàèìîäåéñòâèÿ. Ê íèì îòíîñÿòñÿ àáðàçèâíîå è àäãåçèîííîå èçíàøè-

âàíèå, à òàêæå ôðåòòèíã-êîððîçèÿ â òðåòüåé ñòàäèè. Ê ïðîöåññàì ñðåäíåé ñêîðîñòè

îòíîñÿòñÿ, êàê ïðàâèëî, ìíîãîñòàäèéíûå ïðîöåññû: óñòàëîñòíîå ìàëîöèêëîâîå èçíàøè-

âàíèå (ïðè õðóïêîì ðàçðóøåíèè), èçíàøèâàíèå ïðè ìîëåêóëÿðíîì ïåðåíîñå è íåêîòî-

ðûå âèäû îêèñëèòåëüíîãî èçíàøèâàíèÿ. Ïðè ìåäëåííûõ ïðîöåññàõ èçíàøèâàíèÿ ïðî-

èñõîäèò ïî÷òè ïîëíàÿ ñòàáèëèçàöèÿ òðóùèõñÿ ïîâåðõíîñòåé (ïðè èçáèðàòåëüíîì ïåðå-

íîñå) èëè äëÿ îòäåëåíèÿ ÷àñòèö ìàòåðèàëà òðåáóåòñÿ äîñòàòî÷íî áîëüøîå ÷èñëî öèêëîâ

(óñòàëîñòíîå è îêèñëèòåëüíîå èçíàøèâàíèå). Ñóùåñòâóþò òàêæå ìíîãîñòàäèéíûå

ïðîöåññû, ðàçíûå ñòàäèè êîòîðûõ ïðîòåêàþò ñ ðàçíûìè ñêîðîñòÿìè (íàïðèìåð, ïåðåõîä

îêèñëèòåëüíîãî èçíîñà â ôðåòòèíã-êîððîçèþ).