Yuza g’adir-budirligining ishqalanish koeffitsientiga ta’siri

Yuza g’adir-budirligining ishqalanish koeffitsientiga ta’siri.
Ma’lumki, ikki qattiq jism birlashganda bikrroq bo’lgan bir jismning g’adir-budirliklari ikkinchi nobikr jismning tanasiga botirilib kiradi. (misol qilib po’lat va bronza birlashmasini olish mumkin). Bunda bikr bo’lgan jism nobikr bo’lgan jismga nisbatan kamroq deformatsiyalanadi (yoki butunlay deformatsiyalanmaydi).
Shuni hisobga olib g’adir-budirlikning ishqalanish koeffitsienti ham ta’sirini aniqlash davrida bikrroq jismning deformatsiyasini nazarga olinmaydi.
G’adir-budirlik ikki turda bo’ladi: yuzaga ishlov berilib tayyorlanganda hosil bo’ladigan boshlang’ich va yuzalarning ishlab moslanganidagi (prirabotannaya) barqaror (ustanovivshayasya) g’adir-budirliklar.
G`adir-budirlikni baholash uchun quyidagi Δ kompleksi ishlatiladi:
∆=
1/
Ishqalanish koeffitsienti, boshqa hadlar o’zg’armas bo’lganda, faqat cho’qqi
radiusi (r) va yuzalar yaqinlashuvi (h) larning o’zgarishiga bog’liq bo’ladi. f=(r/h)0.5+(h/r)0.5 – elastik tutashuv uchun,
f ≈ h/r – plastik tutashuv uchun.
Buni hisobga olgan taqdirda formulani e’tiborga olib shunday xulosalarga kelish mumkin:
Elastik tutashuv davrida g’adir-budirlik Δ kompleksi oshishi bilan ishqalanish koeffitsientining molekulyar qismi kamayadi, deformatsion qismi esa ko’payadi (chunki γ miqdori qancha qo’p bo’lsa shuncha Δ kam bo’ladi (2.22) ga qarang). Yoki Δ o’zgarishi γ ga teskari proportsional bo’lgani uchun ishqalanish koeffitsientining molekulyar qismi kamayadi, deformatsion qism esa ko’payadi.
4.6-rasm. Ishqalanish koeffitsientining elastik (a) va plastik (b) tutashuvlarda g’adir-budirlik kompleksi (D) ga bog’liqligi.
1 – (P/E)=5·10-3; 2 – P/(HB) = 10-2
Ishqalanish koeffitsienti miqdori elastik tutashuv davrida o’zining minimumiga egadir.
Plastik tutashuvda g’adir-budirlik qancha qo’p bo’lsa, ishqalanish koeffitsienti shuncha qo’p bo’ladi, chunki plastik tutashuv uchun.
Biz yuqorida yeyilish tasnifini keltirgan edik. Yeyilish – bu ishqalanish davridagi yuzalarning yemirilish va yuza qatlamlarining ajralib chiqish va (yoki) ishqalanishda hosil bo’ladigan qoldiq deformatsiyalarning yig’ilib qolish jarayoni bo’lib, bunda asta-sekin detallarning o’lchamlari va (yoki) shakllari o’zgaradi.
Yeyilish ta’rifidan ko’rinishicha, yeyilish davrida detal yuzalari yemiriladi, yuza qatlamlaridan materiallar zarrachalari ajralib chiqadi. Ajralib chiqqan material zarrachalarining o’lchami mikrometrdan kichik va mikrometrdan bir necha marta ortiq bo’lishi mumkin. Bu hodisaga yuklamaning qayta-qayta ta’siri, tutashuvdagi xarorat impulsining ayrim yuzalarida katta bo’lishi yordamlashadi va bunda qaytarib bo’lmas o’zgarishlar yuz berib kuchlanishlar oshib boradi. Shu sababli detal materiali yuzasida mikrodarzliklar paydo bo’ladi va ular yuzasi materialidan mayda zarrachalarning ajralib chiqishiga va xullas detal yeyilishiga olib keladi.
Yeyilish jarayonini bunday ta’riflashprof. I.V. Kragelskiy nazariyasiga mansubdir. 5.1-rasmda I-V Kragelskiy taklif qilgan yeyilish turlari tasnifi keltirilgan. Prof. I.V. Kragelskiy tasnifida keltirilgan ishqalanishdagi (friktsion) bog’liqlarning asosiy xarakteristikalariga to’xtab o’tamiz.
I. Elastik siqib chiqarish tutashuv zonasida kuchlanish oquvchanlik chegarasi miqdoridan oshib ketmaganida sodir bo’ladi. Bunda yeyilish detal materialining charchash xodisasi ro’y berishi tufayli bo’ladi (n→∞).
Plastik surib chiqarish tutashuv zonasida kuchlanish oquvchanlik chegarasiga yetganda sodir bo’ladi, lekin jism metalli kontrjism do’ngligi atrofidan surilib chiqishi.
5.1-rasm. I-V Kragslskiyning ishqalanishdagi friktsion bog’lanish tasnifi. Bunda yeyilish ko’ptsikllik plastik deformatsiya (ko’ptsikllik friktsion
25
charchash) natijasidir (Kn<∞).
Mikroqirqish— tutashuv kuchlanishlari yoki tutashuv deformatsiyasining miqdori yemirilishiga olib keladigan miqdorda bo’lganligida sodir buladi. Bu xolda yeyilish jismlarning o’zaro xarakat bir marotaba bo’lganda sodir bo’ladi (n→1).
IV. Friktsion bog’lanishning adgezion buzilishida yopishib qolgan yupqa metall pardalari yemiriladi. Bu yupqa pardalar detal metalining bevosita yemirilishiga olib kelmaydi, yoki metall charchash jarayonining bevosita yemirilishiga olib kelmaydi, lekin tutashuv kuchlanishi va deformatsiyasining miqdoriga ta’sir etadi yoki metalning charchash jarayonining tezlanishiga yordam beradi. Adgezion buzilish yupqa metall pardasining puxtaligi (maxkamligi) asosiy metall puxtaligidan oz bo’lganda ro’y beradi, ya’ni metall xususiyatlari gradienta musbat bo’lgan takdirda:
dτ\d h >0
V. Kogezion o’yilish yupqa parda puxtaligi (maxkamligi) asosiy material puxtaligidan yuqori bo’lganda sodir bo’ladi, ya’ni metall xususiyati gradienti manfiy bo’lganda: dτ\d h <0 Bunda yeyilish jismlarning o’zaro xarakati bir marotaba bo’lganda materialning metall qa’ridan sugirilib (yulinib) chiqishi hisobiga bo’ladi.
Yeyilish miqdor jixatdan elastiklikda minimal bo’ladi, mikroqirkuv va korezion yo’lishda maksimal bo’ladi.
I.V. Kragelskiy nazariyasidan tashqari boshqa olimlar ham o’zining yeyilish turlari klassifikatsiyasini (tasnifini) taklif etganlar. Bular qatoriga Brinel (1921 y),
Xrushov, B.I. Kostetskiy, M.M.Tenen- Gmum, SH.M. Biliklar tasniflarini keltirish mumkin. Yeyilish tasnifini birinchi bo’lib 1921 yilda Brinel tomonidan berilgan. Uning tasnifi kinematik belgilari va yuzalar orasida moyning bor-yo’qligiga qarab tuzilgan bo’lib, quyidagilardan iborat:
Moysiz dumalab ishqalanishda;
Moyli dumalab ishqalanishda;
Moysiz sirpanib ishqalanishda;
Moyli sirpanib ishqalanishda;
Ikki qattiq jismlar o’rtasida;
6. Qattik jismlar jilvirlovchi poroshoklar bilan ajralib turishida.
Xrushov tomonidan tuzilgan yeyilish tasnifi asosida yeyilish effektini aniqlovchi xizmat belgilari va xarakteri yotadi. Ular bo’yicha M.M. Xrushov yeyilish turlarini quyidagi guruxdarga bo’ladi:
1. Mexanik yeyilish: a) abraziv yeyilish;
b) plastik ishqalanish natijasida yeyilish;
v) mo’rtlikdan yemirilish natijasida yeyilish; g) charchashdan yeyilish;
2. Molekulyar-mexanikaviy yeyilish (havo kislorod ta’sirida oksidlanishda);
3. Korrozion-mexanikaviy yeyilish (havo kislorodi ta’sirida oksidlanishda);
4. Kavitatsion yeyilish.
B.I. Kostetskiy mashina detallarining yeyilish turlarini ishqalanish juftligidagi metalning sirtlarida ro’y beradigan asosiy jarayonlarga asoslanib tasniflaydi.
Bunday jarayonlarga quyidagilarni kiritgan: plastik deformatsiyalanish; puxtalanish; metall boglanishlarining paydo bo’lishi va ularning yemirilishi; adsorbtsiya; diffuziya va kimyoviy boglanishlarning hosil bo’lishi; qizish va issiqlik chiqish natijasida metall xususiyat- larining o’zgarishi; kirkish va charchash ro’y berishi.
B.I. Kostetskiy tasnifi bo’yicha yeyilish yetaklovchi va xamrox bo’ladigan turlarga bo’linadi. U mashina detallarining asosiy yeyilish turlarini quyidagilarga ajratadi: birinchi turdagi qattiq tishlashib qolishdan, oksidlanishdan, issiqlik ajralib chiqishdan (ikkinchi turdagi qattiq tishlashib qolishdan), abrazivdan, chechaksimon (charchashdan).
B.I. Kostetskiy barcha yemirilish jarayonlarini normal (nazariy jihatdan muqarrar va amaliyotda yo’l qo’yiladigan) va patologik ravishda ro’y beradigan shikastlanish (mashina ishlash davrida yo’l qo’yilmaydigan) larga bo’lib chiqishi.
1. Yo’l qo’yiladigan yeyilish turlari: a) oksidlanib yeyilish;
b) nokislorod pardalarning yeyilishi;
qirindi chiqarmaydigan va tirnalmaydigan abraziv yeyilish.
2. Shikastlanishlar (yo’l qo’yilmaydigan yeyilish turlari):
qattiq tishlashib qolish;
qirindilik va tirnalishlik abraziv yeyilish;
charchashdan shikastlanish;
fretting-jarayon;
ezilish;
zanglash;
kavitatsiya.
M.M. Tenenbaum detallar sirtqi qatlamining yemirilish jarayonini yeyilgan
sirtlardan o’rni qoladigan birlamchi yemirilish xarakteri bo’yicha fikr yurgizadi. U, B.I. Kostetskiyga o’xshab, sirtlarning har xil joylarida har xil yeyilish turlari sodir bo’lishi mumkin, lekin katta tezlikda ro’y beradigan birgina jarayon amaliy axamiyatga ega bo’ladi, deydi. M.M. Tenenbaum ishqalanish jarayonida detal sirtida quyidagi yemirilish turlarini ajratadi: materiallarning qirqilishi, uzilishi tufayli yemirilish; material charchashdan yemirilish; materialning polideformatsion jarayondan yemirilishi. M.M. Tenenbaum sirtqi qatlamning yemirilishidan oldin uning bo’shatilish (razuprochnenie) jarayoni ro’y beradi va quyidagilarga bo’linadi deydi: mexanikaviy, issiqlik chiqish, kimyoiiy va adsorbtsion. M.M. Tenenbaum friktsion tutashuvlarning 16 turidan iborat ishqalanish jarayonlari tasnifini tavsiya qiladi (5.2-rasm):
I. Gidrodinamik yoki gidrostatik sharoitlarda suyuk, moylanish effektini ushlab turishda;
Gazsimon moylash sharoitida;
III. CHegaraviy moylash sharoitida;
IV. quruq ishqalanishda (axyon-axyonda bo’ladigan qattiq tishlashib qolish,
g’ajilish, oksidlanishdan yeyilish);
V. Tutashgan detallar tebranma xarakatlanganda quruq ishqalanish yoki chegaraviy moylanish;
VI. Tutashuvdagi kuchlanish tsiklik ta’sir egishida dumalab ishqalanish
(pitting, cho’tirsimon yeyilish);
VII. Jismlarning o’zaro urilishida (charchashdan yoki polideformatsion jarayonlardan yeyilish, sirtqi qatlamning yaxlit yemirilishidagi yeyilish);
VIII. Monolit (mustaxkam) abraziv ta’sirida yeyilish; IX. Detallarning abraziv massa bo’yicha xarakatida;
X. Tutashuvchi sirtlar sirpanib ishqalanishida va ular tirqishida abraziv
zarrachalar bo’lganida;
XI. Dumalab ishqalanishda va abraziv zarrachalar borligida;
XII. Suyuqlik oqimi bo’ylab xarakatlanuvchi qattiq zarrachalarning mexanikaviy ta’siri natijasida (gidroabraziv yeyilish, korrozion-mexanikaviy yeyilish);
XIII. Gaz oqimi bo’ylab xarakatlanuvchi qattiq zarrachalarning mexanikaviy ta’siri natijasida (gazoabraziv eroziya);
XIV. Lokal gidravlik zarbaning tsiklik ta’siri sharoitida (eyilish ning kavitatsion turi, kavitatsiyali eroziya);
XV. Katta tezlikda bo’lgan suyuqlik oqimi ta’sirida (tirqish eroziyasi); XVI. Katta tezlikda bo’lgan gaz oqimi ta’sirida (gazoviy eroziya).
Yuqorida keltirilgan tasniflar qatoriga SH.M. Bilik tasnifini ham kiritish mumkin. ULI.M. Bilik plastmassalarga muvofik, quyidagi yeyilish mexanizmlarini keltiradi: 1) sohta elastik (psevdouprugiy); 2) to’lkinsimonlik; 3) plastiklik; 4) abrazivlik; 5) kombinatsion.
SH.M. Bilik plastmassalar ishqalanish sirtlari mikrogeometriyasining shakllanishi bo’yicha yeyilish mexanizmlarini ajratadi. U materiallardagi katta bo’lmagan urunma kuchlar ta’siri yuza notekisliklarning plastik deformatsiyasi natijasida so’ndiriladi, ya’ni po’latplastmassa juftligida yeyilishning elastik mexanizmi sodir bo’lmaydi, yuzalarning elastik tutashuvlanishi hamma vaqt plastmassada plastik deformatsiya sodir bo’lishiga olib keladi deb hisoblaydi. Bunday yeyilish mexanizmini sohta elastik deb aytadi. Elastik, to’lqinsimon, plastik va abraziv yeyilish mexanizmlari birgalikda bo’lganda sodir bo’ladigan yeyilishni SH.M. Bilik kombinatsiyalashgan yeyilish mexanizmini tashkil qiladi deb
hisoblaydi.
SHunday qilib, ko’pchilik olimlar xar xil belgilar na sharoitlar bo’yicha yeyilish tasniflarini tavsiya etadilar.
GOST 23.002—78 da standartlashtirilgan ishqalanish tasiifi keltiriladi
Tasnifdan ko’rinishicha, yeyilishning ikki asosiy (turi standartlashtirilgan: mexanikaviy va g’ajilishdan (detal yuzalari materialining qattiq tishlashib qolishidan).
Mexanikaviy yeyilish detal yuzalarining o’zaro mexanik ta’siri ostida yuz beradi va u quyidagi turlarga ega.
Korrozion – mexanikaviy yeyilish mexanikaviy ta’sir natijasida ro’y berib, u bilan bir vaqtda detal materiali atrof-muxit bilan o’zaro ximiyaviy ta’sirga duchor bo’ladi.
Oksidlanib yeyilishda, asosan, materialga kislorod yoki oksidlovchi tashqi muhit ta’sir ko’rsatadi, ya’ni kislorod yoki oksidlovchi tashqi muhit detal materialini oksidlaydi, so’ngra oksid plyonkalar hosil bo’lishi natijasida yeyilish hosil bo’ladi.
Abraziv-mexanikaviy yeyilish, asosan, erkin yoki mahkamlangan qattiq abraziv zarrachalarning metall yuzini qirqishi yoki tilib ketishi natijasida yuz beradi. Agar suyuklik tarkibida abraziv zarrachalari bo’lsa
Gidroabraziv yeyilish deyiladi. Charchashdan yeyilish vaqtida materialga ta’sir etadigan kuchlarning bir necha bor kaytarilishi natijasida
Detal yuzasi charchaydi va asta-sekin yeyila boshlaydi.
GOST 23.00-78bo`yicha mexanikaviy
Yeyilish turlari
|
|
|
|
|
|
Korrozion
|
|
Abraziv
|
mexanikaviy
|
|
mexanika-
|
|
|
|
|
viy
|
|
|
|
|
|
|
Charchashdan
Errozion
chirishdan
Freting
(yemirilish)
G`ajilishdan (tishlashib qolishdan)
Oksidlanib
Gidroabraziv
Friting-korrozion
Gidro-
erozion
Gazo-
erozion
Elektro-
errozion
Kavitatsion
yeyilish
5.2-rasm. GOST 23.002 – 78 bo`yicha ishqalanish turlari tasnifi
Errozion (chirishdan) yeyilish suyuqlik oqimining metalga ta’siri ostida hosil bo’ladi. Gidro va gazoerozion yeyilish suv yoki gaz oqimining metallga ta’siri ostida sodir bo’ladi. Erozion yeyilishga elektroerozion yeyilish ham kiradi. Bunda elektr tutashuvlari bir necha bor ulanib-ajralish davrida tutashuvning metall zarrachalari eroziyasi (kurashi) natijasida asta-sekin yulinib chiqishi va vaqt o’tishi bilan tutashuvning yeyilishi sodir bo’ladi (misol, avtomobilning uzib-taqsimlagich kontaktining yeyilishi).
Gidroerozion yeyilish qattiq jismga nisbatan suyuqlikning xarakati natijasida bo’ladi. Bunda jism yuzasida pufakchalar hosil bo’lib, so’ngra ular yorilib ketishi natijasida jism yuzasida katta bosim yoki issiqlik hosil bo’ladi va bu bosim yoki issiklik yuzaning yeyilishiga olib keladi. J.Fretting yeyilish jismning kichik tebranishlari va nisbiy xarakati natijasida sodir bo’ladi (fretting so’zi ingliz tilidagi fret so’zidan olinib o’ymoq, yemirmoq ma’nosini anglatadi). Fretting-korrozion yeyilish zanglab yemirilish vaqtida ro’y beradi.
G`ajilishdan yeyilish materialning metall qa’ridan yulinib chiqishi va bir
yuzadan ikkinchi yuzaga yopishib o’tishi orqali sodir bo’ladi.
Ya’na bir bor qaytarib o’tish kerakki, yeyilish jism yuzalarining yemirilish jarayonidir. Odatda yeyilish jarayonida yeyilishning har xil turlari bir vaqtda yuz berishi mumkin. Lekin ular ichida bittasi muhim ro’l o’ynaydi va u yeyilish xarakterini va miqdorini aniqlab beradi.
Demak, yeyilish miqdori yeyilish jarayonining hosilidir. Yeyilishning uch turi mavjud: ishqalanuvchi jismlar o’rtasida yog’lovchi modda bo’lmasligida (quruq ishqalanishda), ishqalanuvchi jismlar orasidagi moy qatlami 0,1 mkm gacha bo’lganda (chegaraviy ishqalanishda) va abraziv yeyilish (ishqalanuvchi jism yuzasi abraziv massa yoki abraziv donachalar ta’siri ostida bo’lganda).
Yuzalarning deformatsiyalanishi bo’yicha ishqalanish elastik, plastik tutashuv jarayonida va mikroqirquv davrida sodir bo’ladi. GOST 23.002 – 78 yeyilishning bir qancha ta’riflarga to’xtalib o’tadi. Bularga quyidagilar kiradi:
chekka yeyilish — buyum yuzasining eng oxirgi ishlashi mumkin bo’lgan holatiga to’gri keladigan yeyilish;
b ) joiz yeyilish — jismning hali ishlay olishi mumkin bo’lgandagi yeyilish;
juz’iy yeyilish — buyumning bir joyida bo’lgan yeyilish;
yeyilish epyurasi — ishqalanish yuzasi bo’yicha yoki aniq kesimda juz’iy
yeyilishning grafik shaklidagi tasviri;
yeyilish tezligi — yeyilish mikdorining yeyilish davrida sarf bo’lgan vaqtga nisbati;
yeyilish jarayonining intensivligi (shiddati) —eyilish miqdorining yeyilish yo’liga yoki yeyilishda bajarilgan ish hajmiga nisbati.
5.3-rasmda yeyilishning GOST 23.002—78 da berilgan ta’riflari tasnifi berilgan.
Chekka yeyilish
Yeyilish ta`riflari
Joiz yeyilish
Juz’iy yeyilish
-
|
|
|
|
|
Yeyilish epyurasi
|
|
Yeyilish
|
|
|
|
tezligi
|
|
|
|
|
|
Yeyilishning
intevsivligi (shiddati)
5.3-rasm. Yeyilishning GOST 23.002 – 78 bo’yicha ta’riflash tasnifi
0>
|