Дефекты кри­сталлического строения

Однако процесс развития ямок значительно продолжительнее, чем заеда­ние, поэтому выкрашивание менее опасно.

Выкрашивание наступает в результате накопления усталост­ных повреждений в поверхностном слое твердого тела и имеет статистическую природу. Реальные металлы состоят из мелких кристаллов (кристаллитов) неправильной формы. Они различным образом ориентированы в пространстве и имеют разные механи­ческие характеристики в различных направлениях. Дефекты кри­сталлического строения (границы кристаллов, дислокации, ва­кансии, инородные включения и др.) вызывают беспорядочное образование микропор. Под воздействием циклического нагружения свыше определенного уровня происходит постепенный рост и слияние микропор, которое приводит к возникновению микротрещин, превращающихся со временем в усталостные тре­щины. Поверхностные концентраторы напряжений (впадины микронеровностей, прижоги при шлифовании и т. п.) и сила тре­ния способствуют росту усталостных трещин и выходу их на по­верхность. Благодаря трению происходит пластическое смещение материала, и трещины ориентируются наклонно к поверхности.

В условиях смазывания жидким маслом на отстающей по­верхности (например, на ножке зуба) трещина вступает в зону контакта закрытой (рис. 9.7, а). Находящееся в ней несжимаемое масло действует подобно клину и увеличивает трещину; на опе­режающей поверхности (например, на головке зуба) при подходе к зоне контакта масло из трещины выжимается — клин не обра­зуется и рост ее замедляется (эффект Трубина). Поверхностно- активные вещества, входящие в состав многих присадок к мас­лам, проникают в глубь поверхности по усталостным трещинам и вследствие хемосорбции ускоряют их рост. По мере роста тре­щины покрывающая ее часть металла обламывается (рис. 9.7, 6} и образуется усталостная ямка.

Для оценки характеристик сопротивления материалов вы­крашиванию проводят усталостные испытания и статистическую обработку их результатов [28]. Эти результаты целесообразно представлять в виде семейства кривых усталости при различ­ной вероятности неразрушения Ρ или вероятности отказа Q = 100%-P, характеризующих рассеяние контактной долго­вечности. Мерой рассеивания может служить среднеквадратиче- ское отклонение s.