Обработки на поверхности пара

Обработки на поверхности пара

В ВТИ совместно с ИМАШ была проведена разработка модели физико-химических процессов, происходящих на скользящих поверхностях.

Рассмотрим современное представление о физических основах возникновения отказа в конструкции опоры скольжения статорных деталей турбин.

Как известно, после любой механической обработки на поверхности каждого элемента пары трения находятся молекулы адсорбированного газа, паров воды и веществ органического происхождения. Обычно верхний слой состоит из адсорбированных молекул, хаотически ориентированных относительно друг друга. Под этим слоем находится слой молекул органического происхождения, молекулярные цепи которых параллельны поверхности твердого тела. Характерно, что механические свойства этого слоя существенно отличаются от объемных механических свойств веществ, состоящих из этих молекул.

Ниже этого слоя располагается слой адсорбированных газов и паров воды, который непосредственно примыкает к слою оксидов. В начальный период эксплуатации все эти слои обеспечивают соблюдение правила положительного градиента механических свойств, согласно которому внешнее трение осуществимо только в тех случаях, когда на поверхности твердого тела расположен слой, имеющий меньшую прочность, чем нижележащие слои. Такой нижележащий слой также способствует реализации этого правила. Он состоит из пленок оксидов, и толщина его (20—200 мкм) зависит от свойств среды. Эти пленки также препятствуют возникновению отказа, который может произойти вследствие схватывания контактирующих поверхностей. Однако через некоторое время после начала эксплуатации возникают нежелательные явления, обусловленные разрушением пленок оксидов.Под оксидами расположен сильно деформированный наклепанный слой с остаточными напряжениями растяжения или сжатия материала детали. Толщина этого слоя 20—40 мкм. Структура его значительно отличается от структуры основного материала, расположенного под ним. Характерны повышенная плотность дислокаций, наличие микротрещин, оказывающих существенное влияние на усталость поверхностного слоя в процессе контактного взаимодействия. И дислокация, и микротрещины являются своеобразными каналами, по которым возможны перемещения тех или иных включений из материала обрабатывающего инструмента, контртела или окружающей среды.