Триботехнічні властивості: зносостійкість, зношування, тертя, покриття, залишкові напруги детонаційно-газових покриттів

Триботехнічні властивості: зносостійкість,зношування, тертя, покриття, залишкові напруги детонаційно-газових покриттів
 

Мета і завдання дослідження
У представленій роботі досліджені триботехнічніхарактеристики легованих детонаційних покриттів систем Fe-Мn, які не містятьдефіцитні й дорогі компоненти, випробуваних у парах тертя зі сталлю, бронзоюпри відсутності мастильних матеріалів і в умовах граничного змащення, залежновід впливу зовнішніх дій, які становлять собою зміна в широкому діапазонішвидкості, навантаження й температури. Для реалізації цієї мети були поставленій розв'язку такі завдання дослідження: проаналізовані сучасні методіповерхневого зміцнення й поновлення зношених деталей авіаційної техніки наавіаремонту.
Актуальність дослідження
Розвиток техніки, підтримки експлуатаційнихвластивостей машин, механізмів і встаткування промислового комплексу вимагаєпостійного підвищення надійності, довговічності й здатності до ремонту, нарівень яких значно впливають процеси тертя й зношування. Широкий діапазоншвидкостей, температур, навантажень (зокрема знакозмінних), умов експлуатаціїакцентує увагу на постійному поліпшенні характеристик матеріалів, розширення їхресурсної бази. Перехід щодо умов тертя від об'ємних до поверхневихвластивостей матеріалів, створення їх конструктивно-почуттєвими, реалізаціяпринципу анізотропії й універсального явища структурної пристосованості можливозастосуванням композиційних порошкових покриттів.

Вступ
 
Світова тенденція прямує до постійного розвиткутехнологій, які використовують порошкові матеріали. З іншої сторони середпереліку проблем машинобудівного комплексу України, важливим є підвищеннянадійності й довговічності деталей машин, які працюють в умовах тертя. Прицьому, одним з напрямків її розв'язку, з урахуванням тенденції переходу відоб'ємно-структурного зміцнення до поверхневого, є використання захиснихзносостійких покриттів, зокрема детонаційно-газових. Детонаційно-газовий методдає можливість одержувати високоякісні, практично, безпористі покриття звисоким рівнем адгезійної міцності до матеріалу основи. Застосуваннядетонаційно-газових покриттів дає можливість впливати на поверхневі властивостідеталей таким чином, щоб щонайкраще задовольнити умовам експлуатації. Це, усвою чергу, дозволяє не тільки створювати робочі покриття, але і якісно їхремонтувати. Детонаційно-газові захисні покриття мають перевага в умовахпідвищених навантажень і температур, інтенсивного зносу й агресивних середовищ.
Актуальність. Аналіз робіт присвячених дослідженнямтриботехнічних властивостей детонаційно-газових покриттів, показав, щонайбільше промислове застосування для захисту вузлів тертя від зносу одержалипокриття на основі карбіду вольфраму й нікелю, які мають дефіцитні складові, атакож компоненти з високої собі вартістю. До того ж впровадженнядетонаційно-газових покриттів для підвищення зносостійкості деталей машинускладнене в наслідок відсутності відомостей про закономірності процесів їхзношування, а також границях раціонального техніко-економічного застосування.При загальній позитивній оцінці ефективності й ціліше згідності використаннядетонаційно-газових покриттів для захисту вузлів тертя від зносу, їхзастосування стримується завдяки обмеженої номенклатури порошкових матеріалів,яка проводиться промисловістю України. Таким чином, для застосуваннядетонаційно-газових покриттів при зміцненні й поновленні зношених деталеймашин, необхідне проведення дослідницьких робіт з метою збільшення асортиментівпорошкових матеріалів, які не містять дефіцитних складових і компонентів звисокою собівартістю.
Композиційні покриття на основі порошкових матеріалівмають багато переваг, а саме: можливістю регуляції антифрикційних характеристикза рахунок внесення різного роду доповнень, одержання композитів з попередньозаданими у відповідних напрямках властивостями, значної економії металів.Розробка й створення композиційних металевих порошкових матеріалів дляформування покриттів, які мають високі триботехнічні властивості, є складнасамостійна наукова проблема. Успішний розв'язок її можливе тільки з одночаснимвивченням закономірностей процесів тертя й зношування відзначених покриттів. Узв'язку із цим, у кожному конкретному випадку розробки й застосуваннютехнології детонаційно-газового поверхневого напилювання покриттів повиннепередувати проведення всебічних досліджень їх триботехнічих характеристик.Останні ж, як відомо, суттєво залежать від технологічних параметрів процесу, атакож властивостей і якості початкового порошкового матеріалу. Застосуваннявідзначених зносостійких покриттів дозволить значно побільшати термін службивузлів і машин у цілому, зменшити не робочий час машинного парку ітехнологічного встаткування й, як наслідок, забезпечить значну економіюматеріальних ресурсів.
Мета дослідження. Теоретичне узагальнення й розвитокметодології створення детонаційно-газових зносостійких покриттів з легованихпорошкових матеріалів на основі бездефіцитних компонентів з низькоюсобівартістю.
Об'єкт дослідження. Детонаційно-газові зносостійкіпокриття системи Fe-Мn.
Предмет дослідження. Закономірності формування й зношування поверхневих структурдетонаційно-газових покриттів системи Fe-Мn.
Методи дослідження. Теоретичну й методичну основудослідження становили методи теорії математичної статистики й системногоаналізу, сучасного фізико-хімічного аналізу й синтезу покриттів, а такожструктурно-фазового складу їх поверхневого шару.

Розділ 1. Сучасний стан проблеми йзавдання дослідження
Уявлення про сутність трибо логічних процесів урізному обсязі й хронологічної послідовності розглядалися в багатьохдослідженнях. Тому більш доцільно зупинитися на тих концепціях і висновках, якіодержали найбільше поширення й вплив у сучасних теоретичних і практичнихдосягненнях трибології й безпосередньо пов'язані із предметом дослідження.
 
1.1 Аналіз сучасних поглядів ідосліджень із підвищення зносостійкості твердих тіл
Зниження зношування деталей рухливих сполучень єоднієї з головних завдань у сучасному машинобудуванні. Так щорічні витрати наремонт становлять
20-25% вартості машин, а 5 % обсягу їх промисловоговипуску йде на заміну зношеної продукції. Основна частина деталей виходить ізладу не через втрату міцності й об'ємного зменшення, а внаслідок зношування.Крім того, зношування найчастіше є першопричиною поломки деталей, оскількисприяє насиченню поверхневого шару дефектами й зниженню міцності. Є рядобластей техніки, у яких невирішені проблеми зношування гальмують розвитоквиробництва. З кожним роком ці проблеми стають усе більш гострими тому, щопосилюються режими експлуатації технічних засобів, підвищуються вимоги доїхньої надійності, довговічності й точності функціонування, з'являються новіобласті застосування рухливих сполучень. Тертя твердих тіл або контакт ізгазоподібним або рідким середовищем супроводжується зміною їх розмірів.Послідовність явищ, що мають місце в зоні контакту, що й приводять до такогорезультату, називають зношуванням.
Зміна лінійних розмірів тіл, що сполучаються процесітертя може відбуватися як внаслідок відділення з їхніх поверхонь невеликихобсягів матеріалу, так і в результаті пластичного деформування найбільшнавантажених виступів поверхні тертя. Отже, зношування — це процес відділенняматеріалу з поверхні твердого тіла при терті й (або) збільшення залишковоїдеформації, що супроводжується поступовою зміною розмірів цього тіла. У машинахі механізмах зношування є причиною зниження їх кінематичної точності.Виникнення динамічних навантажень, втрати міцності й руйнування окремихелементів. Зношування — ця зміна розмірів і форми твердого тіла в результатізношування. Про величину зношування можна судити по зменшенню розмірів тіла, щотреться в напрямку, перпендикулярному до його поверхні тертя. Кількіснимихарактеристиками процесу зношування є швидкість і інтенсивність І зношування.Швидкість зношування — являє собою зношування тіла, що треться в одиницю часу.Визначається швидкість зношування як відношення товщини зношеного шару ∆h,зміни об’єму V, або маси ∆m, твердого тіла до інтервалу часу ∆t,протягом якого це тіло зазнало зношування. Розрізняють лінійну ih об'ємну іv і масову іmшвидкості зношування:
/> />/>
Більш розповсюдженими є характеристики процесузношування які враховують шлях тертя L рівний, при постійній силі тертя йшвидкості ковзання v, добутку v на час стирання ∆t. Розрізняють лінійну Іh,масову Іm, об'ємну Іv і енергетичну Іwінтенсивності І зношування. Лінійну інтенсивність зношування являє собоютовщину зношеного шару ∆h, що приходиться на одиницю шляху тертя :
/>
Ця величина може бути визначена по зміні обсягу ∆vабо маси ∆m зношеного шару:

/>/( AaL): />/(p AaL) ,
Де p- щільність матеріалу, що треться;
Aa — площа поверхні тертя елемента, щотреться (номінальна площа контакту, якщо поверхні тертя тіл, що сполучаються,однакові ). Очевидно, що Іh є безрозмірною величиною. У більшостівипадків інтенсивність зношування реальних тіл />. Масова інтенсивність зношуванні — це маса речовини, яка віддаляється з поверхні тіла, що зношується, за одиницюшляху тертя :
/>
Об'ємна інтенсивність зношування — це обсяг матеріалу,зношеного за одиницю шляху тертя :
/>
Розрізняють миттєву й середню швидкості йінтенсивності зношування. Наведені вище характеристики являють собою середнішвидкість і інтенсивність зношування. Миттєві значення цих характеристик єпохідними зношування за часом або шляху тертя.
Енергетична інтенсивність зношування визначає обсягзношеного матеріалу, що доводиться на одиницю роботи сили тертя :
/>
де F — сила тертя.
Ця характеристика застосовується в основному прививченні роботи гальмових обладнань і муфт зчеплення. Зносостійкість Еирізних реальних вузлів тертя може приймати значення, що належать широкомуінтервалу: від /> до /> . Розрізняють десять класівзносостійкості ( від 3- го до 12- го ), кожний з яких відрізняється по величиніЕи від наступного за ним в 10 раз. Номер класу відповідаємінімальному показнику ступені при Еи. Так, якщо зносостійкістьколодкового гальма відповідає шостому класу, це означає, що Еи=/>, якщо сьомому класу, то Еи=/>. При вивченні опору матеріалівабразивному зношуванню найчастіше в лабораторних випробуваннях використовуютьпоняття відносна зносостійкість Ео :
/>
де /> - висота зношеного шаруеталона ;
/> - висота зношеного шарудосліджуваного матеріалу.
Величини />й /> визначаються при однакових режимахнавантаження.
Наведені характеристики процесу зношування єінтегральними для обраної пари тертя й режимів її навантаження. Вони незв'язують зношування із процесами взаємодії й руйнування в зоні контакту.
Зношування тіл, що труться слід розглядати як сумарнийрезультат одночасного протікання елементарних актів руйнування й змінвластивостей матеріалу, природа яких різноманітна. Це визначає різноманіттявидів зношування, що мають місце на одному й тому ж контактному майданчику вбудь-який заданий момент часу. Однак для кожної конкретної пари тертя й обранихрежимів навантаження характерний ведучий (домінуючий) вид зношування, щовизначає інтенсивність зношування тіл, що труться. Поряд з ведучим мають місцесупутні види зношування. Так, при втомному зношуванні, що переважає по своємуякісному й кількісному прояву, можливе існування абразивного й окисного видівзношування. Зі зміною режимів навантаження провідним видом може бути абразивнезношування, а супутніми — втомне й окисне.
Таким чином, при терті реальних тіл у зоні контактуможуть реалізовуватися часток, що одночасно трохи приводять до утвору,зношування явищ, що мають різну природу, що й підкоряються різнимзакономірностям. Математичний опис процесу зношування базується, як правило, наодному явищі. Це явище може бути основним, однак у реальних вузлах воно невизначає повністю опір матеріалів, що сполучаються, зношуванню. Тому не слідочікувати повного збігу розрахункових значень інтенсивності зношування зданими, які отримані експериментально для реальних вузлів тертя. Різноманіттяпричин зношування тертьових тіл привело до розробки великої кількостікласифікацій видів зношування, кожна з яких різниться принципом, покладеним уїї основу. Розглянемо деякі з них. В основу першої класифікації, запропонованоїБринеллем в 1921 р., була покладена кінематична ознака й наявність прошарку міжповерхнями тертя. Згідно із цією класифікацією, існують наступні видизношування: при терті кочення з мастильним матеріалом; при терті кочення безмастильного матеріалу; при терті ковзання з мастильним матеріалом; при тертіковзання без мастильного матеріалу; при терті тіл, розділених твердимичастками. Ф. Т. Барвелл і К. Стронг запропонували класифікацію видівзношування, засновану на фізико-механічних і хімічних явищах у контакті. Вонирозрізняють сім видів зношування: 1) задір або заїдання, обумовлені сильноюадгезійною взаємодією на точках контакту; 2) пластичний плин поверхні; 3)викришування; 4) стирання твердими частками; 5) безперервне зношування, щоприводить до утворення дрібних часток зношування й згладжуванню поверхні тертя(у результаті впливу слабких механічних навантажень і адгезії); 6) зношування врезультаті хімічної корозії; 7) фреттинг-корозия. В основу класифікації Б. І.Костецкого покладені фізико-хімічні й механічні процеси, що протікають у зонітертя. У цьому випадку виділяють наступні види зношування: схоплювання твердихтіл; окисне зношування; корозію й фреттинг, а також зминання; ерозійне,кавітаційне й втомне зношування. Класифікація І. В. Крагельского, заснована нахарактері порушення фрикційних зв'язків і руйнування поверхонь тертя, включає:втомне зношування, спостережуване при пружному відтискуванні матеріалу нерівностями,що впровадилися, контр тіла; малоциклову втому при пластичному відтискуванніматеріалу; мікрорізання з утворенням стружки при більших значеннях глибини щодовпровадження нерівностей поверхні контр тіла в обсяг поверхневого шару, щозношується, матеріалу; адгезійне порушення фрикційних зв'язків, спостережуванепри схоплюванні плівок; когезіонне руйнування поверхневих шарів при схоплюваннітертьових тіл на ювенільних ділянках контакта. Д.Н. Гаркунів запропонувавпідрозділяти зношування на наступні види; при схоплюванні й заїданні поверхонь;виборчий перенос; водневе; окисне; корозійне; корозійно-механічне; фреттинг-корозія;внаслідок диспергування, внаслідок пластичної деформації; у результатівикрошування знову утворених структур; тріщиноутворення на поверхнях тертя;абразивне й ерозійне. Ця класифікація побудована з обліком фізико-механічних іхімічних явищ, що протікають у зоні контакту, і топографії поверхні тертя післязношування.      
Відповідно ГОСТ 16429—70, усі види зношування можна розділити на три групи:механічне; молекулярно-механічне й корозійно-механічне (мал. 1.1)
/>
Рис. 1.1.1. Класифікація видів зношування за ГОСТ16429-70 ;

Перша група поєднує ті вила зношування, які єрезультатом руйнування поверхневого шару твердого тіла, викликаного в більшостівипадків багаторазовими деформаціями цього шару. Друга група представленазношуванням, обумовленим адгезійними явищами на плямах фактичного контакту, урезультаті протікання яких утворюються містки зварювання, що руйнуються підвпливом тангенціальної сили. Руйнування цих містків зварювання може відбуватисяза обсягом одного з елементів пари тертя. Третя група включає окисне зношуванняй фреттинг-корозію. Основною причиною яких є хімічні процеси ініційованіімпульсним тепловим і механічним впливом на матеріал нерівностей, що вступаютьу контакт поверхонь тертя. Фізичні й хімічні процеси, що протікають у зонітертя.
Поділ поняття міцності на об'ємну й поверхневу,розвиток термодинаміки дозволив Б.І. Костецкому [5-7] висунути принципово новий- структурно-енергетичний підхід. Відповідно до якого для всіх матеріалівіснують границі структурно-енергетичної пристосованості, яка характеризуєтьсястабільним протіканням процесів тертя й зношування [8]. Так само була освітленаєдина дифузійна природа процесів окиснення й зв'язування, яке дозволило досліджуватияк загальні закономірності тертя й зношування, так і специфічні. Робота І.Г.Носовского й співробітників [9-11], підтвердили вакантно-дислокаційну гіпотезузв'язування. Умови граничного змащення це найгірший режим роботи вузлів тертя вних сполучаються механічні й фізико-хімічні взаємодії фрикційного контакту йнавколишнього середовища [12-14]. Мастильний матеріал здислокаційно-енергетичних позицій [15, 16], суттєво впливає на кількістьдефектів у поверхні тертя й змінює природу її взаємодії з навколишнімсередовищем [17, 18] Відбувається утвір адсорбційних, хемосорбційних шарів[19-21]. Явище адсорбції й утвору адсорбційних шарі на трибо поверхнідосліджене А.С. Ахматовим, Б.В. Дерягиним, Г. І. Фуксом, П.А. Ребиндером, М.В.Райко [14, 10-12]. У роботах [21, 22] показаний загальний механізм діїбільшості хімічно активних присадок у мастильному матеріалі. Н. Жорже, А.Годфри, К. Майер, Ф. Барвел вивчали плівки, які утворені на поверхнях прифрикційному контакті. Дослідження м.В. Райко, Р.М. Матвиевского [25, 26]суттєво розвили бачення про фазові переходи в мастильних шарах. Роботи внапрямку утворення мастильних шарів [16-23] виділили роль трибохімічних реакційу зоні тертя [18]. Також відзначається значимість впливу матеріалутрибосполучених [11]. Окремо варто виділити переваги ламелярних мастильнихматеріалів [12, 15]. У якості твердих масел можуть використовуватися різніматеріали: графіт або чисті метали з низькою температурою плавлення Pb, Bі, Sb,Sn. Значне поширення одержали сульфіди металів: сірчисте залізо й марганець, анадалі сірчистий цинк, мідь і свинець [21]. Великий цикл робіт присвячениймеханізмам дії ламилярних мастильних матеріалів [25]. У цей час відсутні чіткіознаки за якими можна виходячи із загального класу захисних покрити виділитиспеціальні зносостійкі, тому що ознаки зносостійкості чітко не сформульовані[28]. Деякі автори [14-20] вважають, що оптимальна зносостійка структуравизначається сприятливим з'єднанням самої структури й складного комплексувластивостей (іноді навіть суперечливих), по-перше, фізико-механічних (високийопір стиску, вигину, зрушення, значні сили молекулярно механічного зчеплення,комбінацією твердості й в'язкості при мінімальній крихкості); по-друге,фізичних (значна тепло-провідність, не значні розбіжності коефіцієнтіврозширення й ін.); по-третє, фізико-хімічних (висока насиченість ірівномірність мікро-розподілу легуючих елементів, стійкість проти корозії йін.). При цьому одержання відзначеного комплексу властивостей практично неможливо в однофазному однокомпонентному й навіть багатокомпонентному сплаві,але цілком здійсненне в гетерогенній структурі. Слід так само враховувати те,що для різних умов експлуатації й впливу зовнішніх факторів оптимальназносостійкість відповідає різним, але характерним для кожного конкретноговипадку структурним станам [26].Абразивне зношування — це відділення з поверхнітертя матеріалу або його пластичне деформування під впливом твердих часток, щосупроводжується зміною лінійних розмірів тіла, що зношується. Цей вид зношуванняреалізується при наявності: •нерухомо закріплених твердих зерен на поверхнітертя одного з тіл, що сполучаються. Це тверді структурні складові матеріалуелементів пари тертя, частки абразивної шкурки, брусків і іншого інструмента,частки нагару на стінках циліндра двигуна внутрішнього згоряння;
•вільних часток, що попадають у зону контактутертьових тіл (оксидні плівки, частки зношування, пили);
•незакріплених часток, що передають тиск деформуючоїмаси (абразивні частки в ґрунті, гірських породах, насипних вантажах при їхтранспортуванні).
Абразивне зношування закріпленими часткамиспостерігається у двигунах внутрішнього згоряння (у парі тертя циліндр-поршневекільце), при обробці матеріалів абразивним інструментом огранювання каміння,виготовлення лінз і виробів з деревини, обробка металів без застосуваннямастильно-охолоджуючих рідин) і т.д..
Звичайно перший механізм вносить незначний вклад упроцес зношування в порівнянні із другим. Поверхня металів, що зазнаютьабразивне зношування, покривається безліччю паралельно розташованих канавок,орієнтованих у напрямку відносного переміщення тіл, що сполучаються. В окремихвипадках, що особливо коли домінують є другий механізм зношування, дно канавокпокривається мікротріщинами, площина яких перпендикулярна до вектора V.Встановлено, що вплив швидкості ковзання на Іh металів приабразивному зношуванні неоднозначне. Характер залежності Іh (v) єдосить складним і визначається структурою металу й рівнем нормальногонавантаження. При в при v > 2 м/с спостерігається тенденція до зменшення Іhз ростом швидкості ковзання. Для ряду металів при низьких швидкостях ковзанняінтенсивність зношування перебуває в прямої залежності від тиску на контакті,швидкості ковзання й коефіцієнта тертя:
/>
Очевидно, однієї із причин зниження Іh єзменшення глибини відносного впровадження часток в обсяг металу з ростом v.Відповідність Іh роботі тертя підтверджує можливість застосуваннякінетичної теорії міцності твердих тіл для пояснення закономірностей їхабразивного зношування. Контактно-абразивне зношування вільними частками.Контактно-абразивне зношування спостерігається у вузлах тертя двигуніввнутрішнього згоряння (циліндр — поршневе кільце), транспорту ( колесо-рейка,п'ята — підп'ятник поворотного механізму вагонів, у парах вал втулка, палець — вушко гусениці) і інших обладнань. Механізм зношування тертьових тіл, у контактіяких перебуває вільний абразив (частки зношування, оксидів, нагару, пили),залежить від співвідношення твердості поверхонь цих тіл і твердості абразиву, атакож від навантаження. Для важко навантажених вузлів тертя (зубчасті передачі,підшипники кочення) найбільш імовірним є процес дроблення абразиву. частки, щопопадають у зону контакту, абразиву не встигають впровадитися в обсяг одного зтертьових тіл на необхідну для мікрорізання глибину {h/R >0,1) і руйнуються.Руйнування відбувається импульсно, подібно мікровибуху, а осколки, щоутворюються при цьому, володіючи високою швидкістю, вибивають із поверхневогошару тіла, що зношується, невеликі обсяги матеріалу або пластично деформуютьйого. У цьому випадку поверхні тертя мають кратероподібні сліди руйнування, якіможуть бути лише незначно витягнутими в напрямку відносного руху тертьових тел.Зношування поверхонь, що сполучаються тіл не супроводжується утвореннямстружки. Зношування в масі абразивних часток цей вид зношування має місце увузлах тертя сільськогосподарської техніки (диски, ножі й лемеша ґрунтообробнихмашин, деталі, що контактують із мінеральними добривами, ножі й шнекизбиральних машин) гірничодобувного устаткування (долота бурильних установок,ковші екскаваторів, деталі піднімальних обладнань), транспорту (платформи длянасипаних вантажів, стрічки конвеєрів).
 
1.1.1 Сучасні теорії й механізмизношування твердих тіл
Гідроабразивне зношування — це відділення з поверхнітертя матеріалу або його пластичне деформування під впливом твердих часток, щозахоплюються потоком рідини, що супроводжується зміною розмірів тіла, щозношується. Цьому виду зношування зазнають трубопроводи, деталі буровихустановок, земснарядів, польових машин, водного транспорту, турбін насосів,сопла й дефлектори дощувальних установок. Механізм і інтенсивність зношуванняматеріалів залежать від кута атаки /> часток. Якщо а =90° (частки падають перпендикулярно до поверхні,що зношується), можливі наступні види зношування твердих тіл: крихке руйнування,зношування внаслідок пластичного деформування, перенаклеп з наступнимвідділенням матеріалу у вигляді лусочок. У цьому випадку найбільшузносостійкість мають матеріали, здатні витримувати без руйнування багаторазовідеформації (гума, полімери, полімеркераміка ), найменшої — тендітні (стекло,базальт). Зі зменшенням зростає роль мікрорізання й малоциклової втоми. У цьомувипадку більш зносостійкими стають метали. Хімічна активність вологи такожвпливає на механізм зношування. Так, вода при терті сприяє прискореннюокиснення металу й утворенню вільного водню, що гарантує більш інтенсивнезношування. Експериментально встановлене, що підвищення твердості чистихметалів і сталі викликає збільшення їх зносостійкості. Гідроабразивназносостійкість пластмас нижче, чим металів. Однак на відміну від металівзбільшення кута атаки абразивних часток приводить до підвищення їхзносостійкості, і по цій характеристиці полімерні матеріали (особливо гуми йполіуретани) наближаються до металів. Даний ефект пояснюється високим рівнемрозсіювання енергії удару й релаксацією напруг, що виникають у поверхневомушарі полімеру при ударі частки. Ці фактори пов'язані з деформаційнимивластивостями полімерів, про що свідчить кореляція їх опору зношуванню змодулем пружності. Установлене, що незалежно від кута атаки абразивних частокїм при гідроабразивному зношуванні монотонно зменшується з ростом модуляпружності полімерних матеріалів. Таким чином, полімери мають перевагу впорівнянні з металами по гідроабразивній зносостійкості при більших кутах атакий малої енергії удару, обумовленою масою й швидкістю часток абразиву. Особливоефективне застосування полімерних матеріалів при гідроабразивному зношуванні вагресивних середовищах. Газоподібне зношування — це відділення з поверхні тертяматеріалу або його пластичне деформування під впливом твердих часток, щозахоплюються потоком газу, що супроводжується зміною розмірів тіла, щозношується. Цьому виду зношування зазнають деталі пневмотранспортних обладнань,газових турбін, дезінтеграторів, гірничо-шахтного устаткування, молоткидробарок, обшивка літальних апаратів, лопатки вентиляторів, соплапіскострумінних автоматів, вихлопні труби. Кінетична енергія твердих частоквитрачається на деформування, розігрівши й руйнування поверхневого шару деталі,що зношується, а також на трибохімічні реакції, емісію електронів і прискореннячасток після удару. Механізм газоподібного зношування визначається структурою ймеханічними властивостями матеріалів, що зношуються, а також кутом атаки,швидкістю й розмірами абразивних часток. При малих кутах атаки, колиреалізується упругопластичний (матеріал з низькою твердістю) ковзний контактабразивних часток з поверхнею, що зношується, частки зношування виникають урезультаті багаторазового пластичного деформування матеріалу абразивом. Наповерхні тертя утворюються витягнуті в напрямку V лунки (канавки), на краяхяких розташовуються гребінці пластично деформованого матеріалу. Післябагаторазових ударів абразивних часток і деформацій матеріалу відбувається йогоокрихчення й відділення від поверхні тертя. Таким чином, зношування єрезультатом пластичного деформування матеріалу і його малоциклової втоми. Зпідвищенням твердості матеріалу лунки стають менш глибокими, менший обсягповерхневого шару зазнає деформаціям і наклепу. При цьому вплив пластичнихдеформацій і утоми на процес зношування знижується, що викликає зменшення І. Вокремих випадках можливе мікрорізання з утворенням стружки. Ерозійне зношування- це процес відділення з поверхні твердого тіла часток матеріалу під впливом,що рухається щодо нього рідкого або газового середовища, що не міститьабразивних часток, що супроводжується зміною розмірів цього тіла.Спостерігається ерозійне зношування при впливі високошвидкісного потоку рідини,газу або пари. Зокрема, цьому виду зношування зазнають відсічні крайкизолотників, клапани гідроапаратури, не прироблені поршневі кільця двигунів(потік газів зношує метал у місцях нещільного прилягання кільця до циліндра),лопати гребних гвинтів, деталі літальних апаратів, сопла ракетних двигунів.Процес ерозійного зношування можна умовно розділити на два етапи. На першомуетапі руйнування обумовлене тертям середовища, що рухається, про поверхнютвердого тіла. Молекули газу або рідини, взаємодіючі з атомами поверхні твердоготіла, що й захоплюються потоками середовища, що рухається,«витягають» окремі атоми з поверхні, а згодом розхитують і вимиваютьокремі мікрообсяги матеріалу. Значно більш відчутний внесок у зношуваннявносить динамічна дія потоку. Воно обумовлене ударною дією молекул середовищана поверхню твердого тіла. Таке зіткнення супроводжується вириванням більших часток(груп зерен з несприятливою орієнтацією структурних утворів щодо діючої сили) ітому в більшій мірі визначає інтенсивність зношування. У пластичних матеріалахруйнування поверхні має місце лише на останній стадії, а в початковий періоднакопичуються мікропластичні деформації, матеріал наклепується. Коливичерпується здатність металу до зміцнення, відбувається «вимивання»часток матеріалу. Таким чином, перший етап ерозійного зношування закінчуєтьсяутворенням на поверхні тертя тріщин або поглиблень, що розташовуються внапрямку руху середовища. Він характеризується низькою інтенсивністюзношування. Другий етап обумовлений розвитком мікротріщин або інших дефектівповерхні, викликаним розклинюючою дією молекул середовища, що рухається,впроваджуються в обсяг цих дефектів з великою швидкістю. Ударна дія молекулобумовлена не тільки високою швидкістю потоку середовища, але й турбулентністюїї руху поблизу дефектів поверхні. Розвиток мікротріщин можливо також внаслідокпрояву ефекту Ребиндера. Цей етап характеризується більш високою інтенсивністюзношування. Найбільш істотний вплив на інтенсивність ерозійного зношуваннявиявляє склад середовища, що рухається. Так, при згорянні бензину в камерівнутрішнього згоряння утворюються пара, двоокис вуглецю, оксиди сірки й азоту,з'єднання хлору. Результатом взаємодії цих з'єднань є утворення вугільної,сарної, азотної й соляної кислот. Конденсація кислот на стінках циліндра,поршня й поршневих кілець приводить до ерозійно-корозійного зношуванняперерахованих деталей. Газовий потік сприяє відділенню продуктів корозії зповерхонь тертя і їх видаленню. Очевидно, що інтенсивність зношування в такихумовах значною мірою визначається хімічною активністю середовища. Ерозійнезношування ставиться до слабовивченим видам. Порівняно велика кількістьдосліджень виконана тільки по вивченню ерозії твердих тіл дощовими краплями.Тому про відносну зносостійкість різних класів матеріалів можна обіцяти поотриманих Р. Лангбейном даним про швидкість зношування твердих тіл краплямидощу (мал. 7.15). Видно, що найменшою стійкістю до зношування має скло йполімерні матеріали. Кераміка, незважаючи на високу крихкість, є більшзносостійкою. Максимальний опір ерозійному зношуванню виявляють метали, якщо середовище,що рухається, не є хімічно активною.

/>
Рис 1.1. Швидкість зношування різних матеріалів краплями дощу
Кавітаційне зношування — це процес руйнуванняповерхневого шару твердого тіла рідиною, що швидко рухається зі змінноюшвидкістю, що містить пухирці газу (каверни), які схлопуються в поверхні цьоготіла. Цьому виду зношування зазнають вузли тертя, що працюють в умовах гідродинамічногозмащення; лопатки гідротурбін; деталі гідроапаратури, насосів і гребнихгвинтів; трубопроводи; зовнішні поверхні циліндрів двигунів внутрішньогозгоряння, охолоджуваних водою; корпуса судів, торпед і підводних човнів.Кавітація являє собою спостережуваний в обсязі рідини процес зародження, ростуй схлопування каверн — замкнених порожнин (пухирців), які можуть містити газ абопара. Вона виникає при зниженні тиску в обсязі рідини. Існує кількакласифікацій кавітації, кожна з яких різниться принципом, покладеним у їїоснову. За умовами виникнення й фізичним особливостям розрізняють наступні видикавітації: що переміщається (пухирці рухаються разом з рідиною); приєднана(потік рідини відривається від границі твердого тіла з утвором порожнини, щомістить дрібні нестаціонарні каверни); вихрова (пухирці утворюються в центрівихрів, що виникають у зонах, де мають місце більші дотичні напруження,наприклад на кінцях лопат гребних гвинтів вібраційна (виникає внаслідоквібрацій поверхні твердого тіла або пульсації тиску в рідині). За умовамипрояву розрізняють кавітації: профільну (потік рідини відривається відобтічного профілю й утворює каверни), щілинну виникає при русі рідини череззазор), зривну (утворюється при обтіканні нерівностей поверхні, що зношується).Процес кавітаційного зношування включає три стадії: зародження й ріст І кавітаційнихпухирців, їх схлопування й гідродинамічний удар. Виникнення кавітації, тобтоперехід локальних обсягів рідини в пароподібний стан, можливо шляхом зниженнястатичного тиску або підведення до неї теплової, електричної або іншої енергії.Розглянемо ці стадії на прикладі кавітації в потоці рідини, що рухається поканалу зі змінним перетином. Зміна перетину може бути викликана звуженнямканалу (сопла, канали турбомашин, улита насоса) або наявністю перешкодирозташованого в потоці рідини (трубопроводи, що містять клапани й розподільніобладнання, витратоміри проточного типу, сполучення, у яких товщина зазорупорівнянна з максимальною висотою виступів шорсткуватої поверхні). Приобтіканні перешкоди швидкість руху й динамічний тиск рідини збільшуються, астатичний тиск падає до величини, що забезпечує паротворення. Розрив суцільногопотоку й інтенсивне паротворення відбуваються в тих областях, де нерозчиненийгаз або неконденсована пара, завжди наявні в рідині, знижує на 3, 4 порядка їїміцність на розрив (теоретично вона може досягати 1000 МН/м'). Ці областіутворюють ядра кавітації / (мал. 1.3) які, потрапляючи в зону низькогостатичного тиску, виростають у навігаційні пухирці 2 — порожнечі, заповненіпором або газом (повітрям). Повітря, що виділяється з рідини, або газ полегшуєутворення пухирців. Однак у пухирці зміст газу незначно вище, чим у рідині,оскільки час його існування становить мікросекунди, а цього недостатньо дляпомітної дифузії газу або повітря через рідину до каверн. Останні, розміромпорядку десятків мікрометрів, переміщаються потоком рідини, збільшуючись урозмірах. При досягненні максимального розміру пухирця потенційна енергія Wннавколишньої його рідини
/>

де Нт- радіус каверни; рк -тиск навколишньої кавернурідини; рн тиск насичених пар у пухирці.
Після обтікання нерівності (збільшення перетинуканалу) швидкість руху рідини зменшується, а статичний тиск росте. Тутвідбувається конденсація пари й розчинення газу, що супроводжуютьсясхлопуванням пухирця. При цьому запасена потенційна енергія перетворюється вкінетичну енергію молекул рідини. Це сприяє виникненню надлишкового тиску,нагріванню локальних ділянок поверхні твердого тіла й протіканню хімічної йелектрохімічної корозії.
Однак визначальним результатом схлопуваннякавитаційних пухирців є механічний вплив рідини на поверхню твердого тіла, щоприводить до її руйнування. Багаторазовий вплив мікроструменів описаногохарактеру на ту саму ділянка поверхні приводить до локального руйнуванняповерхні твердого тіла.
При впливі на метал розбудовуються пластичнідеформації й з'являються лінії зрушення по границях зерен, а згодом утворюютьсяультрамікротріщини, які, розбудовуючись, приводять до викрошування частокматеріалу й появі поглиблень.
При пластичному деформуванні на поверхні тіла, щозношується, з'являються поглиблення, які збільшуються, тому що кожне з нихконцентрує (фокусує) ударні хвилі від наступного схлопування пухирців.
На краях поглиблень утворюються ободки пластичнодеформованого матеріалу, які, досягши критичного обсягу, відділяються від тіла,що зношується. У результаті поверхня твердого тіла покривається поглибленнями увигляді видавлених кратерів.
Швидкість плину рідини визначає розміри й частотуутвору пухирців і, отже, інтенсивність кавітаційного зношування.
Втомне зношування — це процес руйнування поверхнітертя твердого тіла, викликаний повторно діючими циклами напруг (деформацій),амплітудне значення яких не перевищує межі міцності матеріалу. Виникає врезультаті багаторазового пластичного або пружного відтискування матеріалу, що зношуєтьсятіла, що впровадилися нерівностями тіла, що сполучається з ним контр. тіла.
Цього виду зношування зазнають підшипники кочення йковзання, шейки колінчатих валів, кулачкові механізми, зубчасті передачігальмові й фрикційні диски.
Основні положення втомної теорії зношування
Згідно з втомною теорією, зношування обумовлененаявністю наступних факторів:
•        дискретним характером взаємодії тертьовихтіл, тобто взаємодією нерівностей контактуючих поверхонь на дискретнихділянках, що утворюють фактичну площу контакту;  
•        багаторазово повторюваними імпульснимтепловим впливом і деформаціями локальних обсягів матеріалу поверхневого шару взонах контакту з нерівностями контр тіла; 
•        наявністю мікродефектів структури і їхакумуляцією в поверхневому шарі тіла, що зношується, у процесі тертя;існуваннямхарактерного для кожного матеріалу граничного стану, що визначає умови йогоруйнування (наприклад, гранична щільність енергії, накопиченої в локальномуобсязі).
Окисне зношування — це процес зміни лінійних розмірів тертьовихтіл, обумовлений руйнуванням оксидних плівок, безупинно поновлюваних внаслідоквзаємодії активного пластично деформуючого поверхневого шару металу з киснемповітря або мастильного матеріалу. Окисне зношування є частковим випадкомкорозійно-механічного. Протікає воно в умовах, коли метал вступає в хімічнуреакцію з окиснювачами навколишнього середовища або мастильного матеріалу. Окиснезношування відбувається, коли швидкість утвору плівок оксидів більше абодорівнює швидкості їх руйнування. А якщо ні, то можливе протікання інших видівзношування, наприклад адгезійного. Цьому виду зношування зазнають підшипникикочення, шарнірно-болтові з'єднання, металеві колеса фрикційних передач,поршневі палаци двигунів, деталі гідравлічних насосів і двигунів внутрішньогозгоряння. Про існування кореляції між інтенсивністю зношування й процесом окисненнясвідчать результати вивчення впливу нормального навантаження на /m ізміст у продуктах зношування оксидів заліза Fe2O3 і FeО,що охороняють чистий метал від ушкодження. Видне, що максимальної інтенсивностізношування (мал. 1.5, а) відповідає мінімальний зміст у частках зношування Fе2О3і максимально — чистого металу (мал. 1.5). Це свідчить про істотний вплив на 1m адгезионного зношуванняконтакту, що має місце на ділянках, слабко захищених оксидами. Мінімальнаінтенсивність зношування спостерігається тому випадку, якщо товщина плівки Fe2O3достатня для захисту основного металу від схоплювання. При цьому зміст Fe2O3у продуктах зношування перевищує 60 %.
/>

Рис 1.4 Вплив тиску на інтенсивність зношуваннясередньовуглецевої сталі (а) і склад часток зношування (б), що утворюються мритерті її по твердій хромистій сталі.
Зношування в наслідок пластичної деформації. Цей видзношування являє собою зміна розмірів і форми тертьового тіла в результаті пластичноїдеформації поверхневого шару або окремих його ділянок. Часто цей вид зношуванняназивають зминанням Зминанню зазнають сідла кульових клапанів, зуби шестірень, нарізнісполучення, бандажі коліс залізничного транспорту, голівки рейок підшипникиковзання, виконані з м'яких сплавів, дріт, що простягається через фильєруменшого діаметра. Найбільше часто цей вид зношування спостерігається принизьких швидкостях. Ковзання й високих навантаженнях, тобто при умовах, колитемпература фрикційного нагрівання поверхневого шару недостатня для виникненнясхоплювання й заїдання тертьових тел. Зминання має місце й при високихшвидкостях ковзання, що приводять до нагрівання поверхневого шару тертьовоготіла до високих температур. Однак у цьому випадку поверхні тертя тіл, щосполучаються, повинні бути розділені високоміцною оксидною або мастильноюплівкою. Найчастіше, особливо при відсутності мастильного матеріалу в зонітертя, зминання переходить у заїдання. Пластична деформація, що викликає плинматеріалу, може відбуватися як на локальних ділянках контакту, так іпоширюватися на весь обсяг деталі. Найбільш характерне зминання для деталей зм'яких металів і сплавів. Зминання є однією із причин, що стримуютьзастосування полімерів і композитів на їхній основі у вузлах тертя, що працюютьу режимі «пуск — зупинка». Яскраво виражені реологічні властивостіцих матеріалів сприяють розвитку значних по величині контактних деформацій ізближенню контактуючих деталей при нерухливому контакті. Це й свою чергу єпричиною збільшення товщини, що утягується в пластичну деформацію поверхневогошару при перехід до динамічного тертя. Зминання, хоча й меншою мірою,спостерігається навіть у тендітних матеріалів, що є результатом одночасноговпливу високих механічних навантажень і локальних температур на фрикційномуконтакті, водневе зношування.
Це процес насичення воднем під поверхневого шаруметалу при терті, що супроводжується утвором численних мікротріщин ідиспергуванням металу в інтенсивно деформуючій зоні. При перенасиченні металуводнем можливо його зношування внаслідок грузлого плину поверхневого шару.Цьому виду зношування зазнають сталеві й чавунні деталі при терті проводнемісткий матеріал або у воднемісткому середовищі. В якості такого матеріалуможуть служити композитні матеріали на основі полімерів, а в якості середовища- мастильні матеріали, розкладання яких супроводжується виділенням водню. Слідвідрізняти водневе зношування диспергуванням при терті від водневого окрихченняметалу при об'ємному навантаженні. В останньому випадку об'ємне руйнуваннязразка відбувається й результаті росту магістральної тріщини. Водневеокрихчення характеризується також більш низкою. чим при водневому зношуванні,концентрацією водню й більш рівномірним його розподілом за обсягом зразка. Другиймеханізм руйнування сполучений з переходом поверхневого шару сталі у в’язкотекучіший стан при температурах(порядку 800 *З). значно менших температури плавлення й близьких до температурифазового /> перетворення. Уважається, що приперенасиченні воднем зникаючої />-фази послабляються міжатомнізв'язки виникає грузлий плин металу. При цьому відбувається«намазування» металу на поверхню контр тіла. Зменшення інтенсивностіводневого зношування можливо шляхом легування стали ванадієм, хромом і піаном,застосуванням мастильних матеріалів, мало підданих гідрогенізації, наповненнямкому нош юний металами. Структурно-фазовий склад обумовлює розвиток контактномупружно — пластичної деформації і яка відіграє визначальну роль у протіканніпроцесів адсорбції, дифузії й топохімічих реакцій у матеріалі при терті.
Процеси структурної активації при цьому визначаютьсякінетикою зародження й руху не доскональному кристалічної будові контактній зонідеформації [14]. Для зменшення кількісного рівня структурно — термічноїактивації при терті діючим є застосування методів зміцнення [19]. Відомічисленні спроби зв'язати результати зносу з вихідними характеристикамифізико-механічних властивостей, хімічного складу й структури матеріалів паритертя [15-18]. В окремих випадках шляхом спеціального моделювання умов такийзв'язок вдавалося встановити, але спроби поширити отримані закономірності набільш широкий діапазон умов зношування не мали успіху [15,17]. Вплив легуванняна фазовий склад, як поверхневих шарів покрити, так і на утвір вториннихструктур вивчене не досить. Вирахуванні опосередковані дані й, у першу чергу,результати випробувань на знос, свідчать про те, що зі зміною фазового складупокриттів, змінюється й хімічний склад вторинних структур. Оскількиінтенсивність зношування є, як відомо, структурно почуттєвою характеристикою,можна зробити висновок, що це обумовлене в першу чергу зміною хімічного складувторинних структур [22]. Однак прямих досліджень по цім питанню виконане мало.У роботах [14,19] з позицій системного підходу запропонована теоретична модельпідвищення зносостійкості на основі інтеграції сучасних досягненьматеріалознавства, трибології, технологічних і конструкційних положеньструктуроутворення, яке відповідає умовам стійкого прояву режиму структурноїпристосованості. При цьому показане, що принциповим напрямком проблемипідвищення зносостійкості є усунення, що ушкоджується, яка реалізується на базітрибологічного забезпечення оптимальної сумісності матеріалів і створенняструктурних умов антифрикційності. Крім того, другим напрямком підвищенняопору зносу є зниження інтенсивності зношування за рахунок створення вториннихструктур із заданими властивостями. Загальної для них буде поверхнева локалізаціяультрадисперсної будови, здатність мінімізувати руйнування поверхневого шару йекранувати не припустимі процеси скрипіння.
Одержання на контактних поверхнях вторинних структуріз заданими властивостями суттєво залежить від хімічного складу застосовуванихкомпонентів, що, як показано, вибираються на базі основних положеньтриботехнічного матеріалознавства й теорії легування [20]. Підвищеннязносостійкості поверхневих шарів і розширення діапазону структурноїпристосованості при терті може бути обумовлене так само впливом певнихконструкторських і технологічних засобів, які визначають склад і будова покритий виявляють собою, з одного боку, керування навколишнім середовищем за рахуноквикористання масел (олив), які містять хімічні й поверхнево-активні домішки,створення позитивного градієнта механічних властивостей; додавання хімічноактивних високотемпературних модифікаторів; застосування твердо- мастильнихматеріалів; утвір на робочих поверхнях фаз і з'єднань, які легко плавляться; зіншого боку — за рахунок внутрішньої перебудови структурно-фазового складуповерхневих шарів і цілеспрямованого додавання легантив; сумісності матеріалів;застосування спеціальних методів термічної обробки й створенняаморфно-кристалічних структур [7]. Таким чином, стабілізація фазового складу йвнутрішньозернової структури покрити може здійснюватися шляхом раціональногоз'єднання конструкторських і технологічних засобів з обліком трибологічних іматеріалознавських положень, які дозволяють керувати будовою й властивостямиматеріалів пари тертя в потрібному напрямку й регулювати температуру зонитертя, забезпечуючи в процесі експлуатації умови перехід до режимуструктурно-енергетичної пристосованості.
1.1.2 Вплив структури поверхневихшарів на їхню зносостійкість у процес ренію вузлів АНТ
Технологічні методи зниження інтенсивності зношуванняспрямовані на досягнення оптимальної топографії поверхні тертя, забезпеченнянизького опору зрушенню на границі роздягнула тертьових тіл і поліпшенняструктури поверхневого шару тіла, що зношується, формування оптимальноїтопографії. Для кожного вузла тертя й Певних режимів його про експлуатаціюхарактерна своя оптимальна топографія поверхонь, що сполучаються, при якійспостерігається мінімальна інтенсивність зношування. Вона встановлюється впроцесі приробляння незалежно від того, яка вихідна мікро геометрія булаотримана технологічним шляхом. Чим ближче вихідна мікро геометрія дорівноважної, тем менше період приробітки. Оскільки під час приробляння спостерігаєтьсямаксимальне зношування, необхідно фінішну обробку деталей проводити так щобвихідна шорсткість поверхні була можливо близької до рівноважної. Опроміненняпотоками енергії високої щільності. Для підвищення зносостійкості деталейвикористовують лазерне легування тонких поверхневих шарів металів і сплавів,локальне поверхневе загартування сталей, лазерне зміцнення титанових сплавівшляхом оксидування поверхневого зламування й зниження їх на водорожування впроцесі тертя. До цієї групи можна віднести іонне бомбардування, обробкуелектронним променем, радіаційне опромінення (застосовується для деталей зполіетилена) іонну імплантацію, іонно-променеве перемішування. Хіміко-термічнаобробка поверхонь. Цей метод дозволяє змінювати структуру й властивостіповерхневого шару металів шляхом насичення його атомами легуючих елементів упроцесі теплової обробки в хімічно активному середовищі. Залежно від видулегуючого елемента розрізняють цементацію, азотування, сульфоціануваннясиліціювання, оксидування, фосфатування, сульфидирование, хромування й іншіприймання підвищення зносостійкості металів.
Матеріалознавські методи
Ці методи спрямовані на створення нових зносостійкихматеріалів, оптимальна комбінація механічних, хімічних і теплофізичнихвластивостей яких забезпечує низькі коефіцієнт тертя й інтенсивність зношуванняпри необхідних режимах навантаження. Різноманіття конструкції вузлів тертя,умов експлуатації й вимог до експлуатаційних, технічним і економічнимхарактеристикам триботехнічних матеріалів привело до створення великоїкількості методів їх одержання й зміцнення.
Досить сказати, що далеко не повний перелік технічниххарактеристик, яким повинен задовольняти матеріал, включає;
•  забезпечення правила позитивного градієнтамеханічних
властивостей по глибині;
•  здатність матеріалу локалізувати контактні деформаціїв можливо більш тонкому поверхневому шарі;
•  здатність матеріалу створювати на поверхні тертя йбезупинно відновлювати в процесі зношування пластичну плівку. що володієнизьким опором зрушенню й високим опором руйнуванню при багаторазовому знакозмінномудеформуванні;
•  сумісність із матеріалом контр тіла й мастильнимматеріалом. низька адгезія до контр тілуй висока змочуваність мастильною речовиною;
•  високі несуча здатність, теплопровідність ітеплостійкість;
•  низький коефіцієнт теплового розширення;
•  стабільність і низькі значення коефіцієнта тертя йінтенсивності зношування;
• гарна приробітка і технологічність.
Оптимізація макроструктури матеріалів. Мікроструктура,або конструкція, матеріалу відіграє досить важливу роль у забезпеченні довговічностівузла тертя. Тому залежно від режимів навантаження використовують матеріалиблокові, стрічкові, багатошарові, армовані й із плавно мінливими по товщинівластивостями. Керування мікроструктурою матеріалів. Його досить великийматеріалознавський напрямок поліпшення триботехнічних властивостей матеріалів.Воно засноване на залежності зносостійкості й механічних властивостей металіввід розміру зерна, кристалографічної текстури, а для полімерів від ступенякристалічності, розмірів і типу надмолекулярних утворів. Зміна мікроструктуриматеріалів досягається за допомогою термомеханічної обробки, вибору режимівформування деталі, впливу потоків енергії високої щільності, уведення активнихнаповнювачів і модифікаторів.
Вибір і модифікація сполучного. При одержанні деталейтрибосистем з композитів важливу роль відіграє вибір сполучного, структура йвластивості якого визначають припустимі режими експлуатації композита в цілому.У якості сполучного застосовують метали, полімерні матеріали, кам'яновугільнийпек. Матеріали на основі полімерної матриці мають високі антифрикційнівластивості й здатні експлуатуватися при середніх навантаженнях і швидкостяхковзання. Найбільше широко використовують поліаміди, фторопласти, полиацетали,фенодні, епоксидні й кремнієорганічні смоли, каучуки й поліуретани. Останнімчасом велика увага приділяється полімерам «нового покоління»поліефір- ефиркетонам і поліакрил-ефиркетонам, що володіють високоютермостійкістю й низьким коефіцієнтом тертя.
 
1.2 Основні триботехнічні методизміцнення, при використанні порошкових матеріалів деталей АНТ
Спектр технологічних способів створення, поновлення йремонту зносостійких антифрикційних покрити дуже широкий. Звичайно, напрактиці в ремонтних підприємствах прагнуть сполучити вищевказані способи зопераціями по формуванню необхідних фізико-механічних властивостей поверхневогошару, при цьому зарекомендував себе структурно-енергетичний підхід [12]. Уроботах [13, 14] запропонований технологічний процес нанесення зносостійких іантифрикційних покрити методом плазмового й індукційного наплавлення. Однак, їмхарактерні істотні недоліки: деформація виробів, у наслідок високої погонноїенергії наплавлення, нерівномірність властивостей матеріалів, якінаплавляються, обмежений вибір їх з'єднань, значна пористість і ін. [13]. Більшпрогресивному методу електро-контактного напрямку не властива рівномірностівластивостей покриття, що створюються, не статистична репрезентабельністьзначень міцності зчеплення, зносостійкості, а також можливість створювати шаритільки на поверхні тіл обертання. [13]. У роботі [15] розглядаєтьсяелектроіскрове нанесення по епюру нерівномірного зношування дискретнихпокриттів. У роботах [13, 16, 17] відзначається застосування у вітчизняній ізакордонній практиці поновлення зношених деталей різних модифікаційрозпорошеністю металопокриттів. Але, при підвищених навантаженнях на зрушення йстиск, а також при відсутності змащення, металізовані покриття різко втрачаютьзахисні властивості [17], а це, відповідно, обмежує їхнє застосування. Дляелектролітичних покрити [18-21] характерно негативний вплив товщини на втомнуміцність. Звідси зниження витривалості основного металу, не герметичністьпокрити, не великий вихід по струму й мала продуктивність, слабка здатністьелектроліту розкривати й негативний екологічний вплив. Також застосуваннявідзначених покриттів обмежується зношуванням, величина якого по технічнихумовах не повинна перевищувати припустимих значень (до 200 мкм), апрацездатність їх значною мірою залежить від умов розробки, змащення йзовнішніх впливів. Методи газотермічного напилення мають високу продуктивність ішироке застосування як за асортиментами робітників матеріалів, так і пономенклатурі ремонтованих виробів. Технологія дозволяє одержувати покриттятовщиною 2,0-4,5 мм, як на локально зношених ділянках, так і по всій робочійповерхні [12]. Визначальними технологічними параметрами газотермічних методівнапилення є температура й швидкість газового потоку, що забезпечують відповідніенергетичні характеристики робочим часткам порошкового матеріалу, а такожхімічний склад газового потоку, якої обумовлює характер його взаємодії зробочим матеріалом. До основних методам газотермічного напилювання, якіпридбали поширення в практиці ремонтних підприємств, ставляться: газополум’яний, плазмовий ідетонаційно-газовый. Джерелом нагрівання часток матеріалу газотермічнихпокриттів є полум'я газових сумішей, а джерелом прискорення — струміньстисненого повітря [23]. При формуванні теплового потоку використовуєтьсяенергія, яка виділяється при згорянні суміші кисню й газу (пропан, бутан абоацетилен). Відзначимо, що кисневе полум'я має найбільшу теплоту згоряння й томучастіше використовується при напилюванні. Зазначені методи відрізняються міжсобою фізико-хімічними процесами робочих циклів, технологічним устаткуванням,закономірностями взаємодії матеріалів покриттів з газовими середовищами, особливостямиформування покриттів і їх властивостями й, як наслідок, можливостямипрактичного застосування газополум’яного покриття. При застосуваннігазополум’яного покриття, початкові матеріали можуть використовуватися увигляді проведення, прутиків, порошків, або гнучких шнурів, оболонка якихскладається з органічного полімеру. Швидкість польоту часток при газополум’яних покриттів залежить від тискугазів і розміру часток [14]. Наявність кисню в потоці газу значно обмежуєноменклатуру матеріалів для створення покриттів, тобто матеріал, якийвикористовується для газополум’яногопокриття, не повинен розщеплювати й горіти в полум'ї. газополум’яне покриття в основномувикористовуються для захисту чорних металів від корозії, поновлення розмірівзношених легко навантажених деталей, підвищення антифрикційних властивостейпари тертя. До основних недолікам газополум’яних покриттів можна віднестинедостатній рівень міцності зчеплення покриттів з основою, наявністьпористості, яка перешкоджає застосуванню покрити в корозійних середовищах бездодаткової обробки й невисокий коефіцієнт використання енергії газополум’яногоструменя нагрівання порошкового матеріалу [17]. Плазмові покриття. Плазма євисокотемпературним джерелом нагрівання й характеризується тому, що їїтеплоенергетичні й газодинамічні параметри (температура, швидкість, склад, тискі ін.) можна регулювати в широких границях. Це дає можливість напилюватипокриття з тугоплавких матеріалів у тому числі високотемпературні окисли йбезкисневі тугоплавкі з'єднання. Але матеріал у плазмовому струмені повинний несублімуватися й інтенсивно не розщеплюватися. Плазмові покриття характеризуютьсясуцільною арковою структурою, яка виникає в результаті сильної деформації йдуже швидкої кристалізації часток покриття, тому місткість кисню й азоту впокритті може досягати десятих часток відсотка й більше. Слід зазначити, щопри плазмовому напиленні інертні плазмостворюючі гази не створюють цілкомзахисну атмосферу на всій траєкторії польоту часток матеріалу покриття, томувластивості покрити відрізняються від властивостей початкового матеріалу. Уцілому, плазмові покриття пористі й мають незначну міцність зчеплення.Зносостійкість покрити значною мірою визначається якістю підготовки поверхні донанесення покриття з метою забезпечення максимальної її шорсткості й хімічноїактивності. Основу операції підготовки становить газоерозійнаі обробка з використаннямкварцового піску або корунду зі сталевої крихти.Детонаційно- газові покриття.При детонаційно-газовому методі частки матеріалу покриття при напилюванні маютьнайбільшу швидкість. У такий спосіб обмеження по температурі напилюваннякомпенсуються вищою кінетичною енергією часток. Виникає активна взаємодіяспрямованих часток з поверхнею деталі й забезпечується висока міцністьзчеплення (майже як у монолітному матеріалі [6]) і щільність покриття. Длядетонаційно-газового напилювання придатна значна номенклатура порошковихнеорганічних (а також тугоплавких) матеріалів і будь-які поверхні.Детонаційно-газові покриття добре зарекомендували себе в умовах підвищенихнавантажень і температур, інтенсивного зносу й агресивних середовищ. На основіаналізу вищевказаних робіт була складена таблиця 1.
Таблиця 1. Основні характеристики газотермічнихметодів нанесення зносостійких порошкових покриттівХарактеристика Газотермічені методи Газополум’є вий Плазмовий Детонаційний Товщина покриття, мм 0,5÷5 Ограниченно тільки рівнем напруг, які накопичуються в мА матеріалі Температура нагрівання основи, К 323÷523 473÷523 Швидкість часток покриття, м/с 50÷250 600÷1000 (1100÷1300 плазмовий імпульсний) Пористість, % 20 до 25 0,5÷1 Производственная мощность установки, кг/ч 4÷8 и більше 25 Прочность зчеплення з основою, МПа 10÷35 15÷48 90÷180
Шорсткість напиленої поврхні (Rz), мкм 30÷55 20÷45 10÷35
Основними перевагами детонаційно-газових покриттів є:
— міцність зчеплення з деталлю (основою), якаперевищує міцність зчеплення покрити подібних методів в 5-9 раз і, у своючергу, забезпечує їхню високу працездатність в умовах граничного тертя й привідсутності змащення;
— мала пористість, що дозволяє застосовувати покриттядля деталей, які працюють в агресивних середовищах;
— менша шорсткість формуючої поверхні, яка залежить віддисперсності порошку, рельєфу поверхні й режимів, дозволяє застосовувати деталіз напилюванням без додаткової механічної обробки;
— широкий діапазон товщини напиленого шару дозволяєвідновляти нерівномірно зношені поверхні зі значними локальними руйнуваннями;
— обмежена температура нагрівання деталі, практично невпливає на структуру матеріалу деталі й дозволяє наносити покриття з різнихпорошків не тільки на метали й сплави, але й на вироби із пластмас, гуми, склай інше.;
— застосування спеціальних видів підготовки поверхнідеталі до напилюванню (добре струмінна й піскоструминна обробка, вирівнювання)дозволяє не тільки зберегти початкову втомну міцність, але й підвищити її;
— простота налагодження встаткування й підготовкиобслуговуючого персоналу. Однак слід зазначити, що на даному етапі длядетонаційних методів нанесення зносостійких інше. характерне використанняпорошкових матеріалів утримуючих дорогі й дефіцитні компоненти (W, Nі, Co і ін.).
 
1.3 Обґрунтування доцільностівідновлення деталей
При розв'язку питання про доцільний спосіб відновленнядеталі, у якості оціночного показника потрібно встановити комплексний показникякості відновлення, що враховує ресурс відновленої деталі, сумарні витрати навідновлення й експлуатацію. За такий комплексний показник якості відновленнядеталі можна прийняти інтегральний показник, де техніка — економічний ефектвідновлення (/>) ставиться до наведенихвитрат (/>) на складання, зберігання,транспортування деталей, розробку процесу відновлення деталей, експлуатацію відновленоїдеталі;
/> ;
Де; (/>) — інтегральний показникякості відновлення деталі ;
/>=/>+/>+/>
/> - вартість простою виробу ;
/> - собі вартість відновлення деталі ;
/> — вартість усунення відмов (заміна,регулювання)
і вартість ремонтних матеріалів, що витрачаються приусуненні відмов
Ефект /> від експлуатації деталі може,зокрема, виражатися у вигляді ресурсу деталі, якщо прибуток від її експлуатаціїпропорційна наробітку деталі. Найбільш ефективним є спосіб відновлення, що маємаксимальне значення />. Для оцінки доцільностівиробів можна зіставити показником якості нової деталі обумовленим аналогічно
/>; /> ;
Де;
/> - ефект від експлуатації новоїдеталі; /> — витрати на виготовлення йексплуатацію нової деталі ;
Уведемо позначення;
∆/>= />-/>;
∆/>=/>-/>;
Тоді рівень якості відновлення виразиться у вигляді ;
/>
Де /> - відносне зниження (або відноснепідвищення при З />0) витрат на відновлення йексплуатацію відновленої деталі замість нової ;
∆/> — відносне зниження значенняпоказника якості відновленого виробу.
Тоді критерієм технічної й економічної доцільностівідновлення або умовою ефективності відновлення якості виробу є виконаннянерівності ;
I/>1, отже,
/> />/>;
Якщо представляти процес відновлення в координатах ∆/>, ∆/>, то при заданих /> і /> ефективними той процес відновлення,який відповідає рівності ;
∆/>= />∆/>;
 
1.4 Постановка завдань дослідження
 
Таким чином, вивчення експлуатаційних ушкодженьзалежно від характеру несправностей дозволяє укласти, що широка номенклатурарухливих з'єднанні бракується через підвищене локальне зношування й недоліктехнологічних рекомендацій і матеріалів по їхньому надійному ремонтувідновленню. При цьому на ремонтних підприємствах у практиці поновленняоб'єктів авіаційної техніки зложилося гостре протиріччя між необхідністюнаступного підвищення зносостійкості відновлюваних деталей і відсутністю якнауково обґрунтованих методів її підвищення, так і рентабельної технології їхпоновлення. Відзначене протиріччя може бути дозволене шляхом всебічнихекспериментально-теоретичних досліджень фізико-механічних процесів підвищенняповерхневої міцності застосовуваних при поновленні покрити й підвищенняефективності технологій ремонту. Що щодо мети магістерської роботи, означаєрозробку детонаційного зносостійкого покриття на основі не дефіцитних і недорогих компонентів в умовах тертя й зношування, з позиційструктурно-енергетичної теорії.
 
1.5 Розробка часткових завданьдослідження
Виходячи з мети роботи були розроблені наступнічасткові завдання дослідження:
•        розробити методологічні основи створеннядетонаційно-газових зносостійких покриттів з порошкових матеріалів системи Fe-Mn.
•        установити компонентний складдетонаційно-газових зносостійких покриттів системи Fe-Mn
•        вивчити закономірності формування йзношування поверхневих структур детонаційно-газових покриттів системи Fe-Mn
•        установити галузі практичного застосуваннядосліджуваних покриттів при зміцненні й поновленні деталей трибо технічногопризначення

Розділ 2. Об’єкти, засоби й методика досліджень
 
Дослідження процесів тертя й зношування матеріаліввимагає комбінації теоретичних і експериментальних підходів, сполученнясучасних фізико-хімічних методів дослідження поверхні з досягненнямиметодології планування й обробки експерименту.
 
2.1 Науково-методологічні положеннявивчення процесів тертя й зношування
 
У трибофізичних системах закономірності виникнення йрозвитку процесів зношування визначаються властивостями поверхневих шарів.Залежно від умов тертя, якісні й кількісні параметри взаємодії поверхонь можутьзмінюватися в широкому діапазоні. Розробка й застосування детонаційно-газовихпорошкових покриттів є одним з перспективних методів у триботехнічномуматеріалознавстві. Специфіка застосування детонаційно-газового напиленняобумовлена певною складністю процесів формування покриттів, принциповоюновизною й істотними відмінностями їх від традиційних методів нанесеннязносостійких шарів. Що, у свою чергу, вносить необхідність розробкинауково-методологічних основ обґрунтування, постановки й проведення комплекснихдосліджень. Методологічний підхід допускає необхідність розгляду показниківнадійності деталей, які відновляються, розробку наукових основ впливупочаткового порошкового матеріалу й вхідних технологічних параметрів напиленняна оптимізацію властивостей покриттів, дослідження багатостадійних процесів узоні контактної взаємодії, елементарним актом якого є розрив міжатомнихзв'язків і структурно-фазові перетворення, руйнування й регенерація фрагментівтонких плівок (поверхневих структур). Особливість методичного підходу доаналізу процесів тертя й зношування детонаційно-газових порошкових покриттів,полягає в тісній взаємодії експериментальних і теоретичних методів, іззастосуванням методик комплексного дослідження. Відповідно до цих методик іпоставленими завданнями дослідження здійснювався аналіз якісних змін стану йвластивостей поверхонь тертя, вивчення кількісних змін, які відбуваються призношуванні, а також обґрунтування вибору приладів і встаткування. Відноснодетонаційно-газових покриттів необхідно досліджувати: зміни структури в самихтонких поверхневих шарах пар тертя; зміни хімічного складу в тонких поверхневихшарах; теплові явища при терті й зношуванні покриттів; зміни механіко-фізичнихвластивостей поверхневих шарів трибоматеріалів; зміни мікрогеометрії поверхонь.
Фізико-механічний рівень. На відзначеному рівнівраховувалося конструктивне різноманіття контактних поверхонь тертя. При цьомуоцінки якості зносостійких детонаційно-газових покриттів у з'єднанні з аналізомумов їх експлуатації стали основою для обґрунтованого вибору показниківдовговічності деталей з урахуванням кількісних закономірностей процесу тертя йзношування. А саме, інтенсивність зношування (Іh) — показник зносу,адгезійна міцність зчеплення (σзч) — показник впливу технологічнихпараметрів детонаційно-газового напилення, і мікротвердість поверхневих шарівпокриттів (Ημ) — показник, який обумовлює основні властивостіматеріалу покриттів. Таким чином, ураховується вплив основних показників, якіхарактеризують опір зносу й технологічний параметри покриттів, а такожматеріалознавських, які зв'язані зі структурою й властивостями матеріалів длянапилення.
Rфм = F(Іh, σзч,Ημ)
Метало-фізичний рівень. При дослідженні відзначеногорівня з метою вивчення закономірностей структури й будови покриттів, поясненнявзаємозв'язків технологія — структура й будова — властивості були використаннітонкі методи дослідження. Це F рентгено-електрона спектроскопія, растроваелектрона мікроскопія, рентгенівський мікроаналіз, рентгено-фазовий аналіз.Знання основ і можливостей зазначених методів є принциповою умовою успішноїдіяльності при розробці матеріалів для напилення й аналізу отриманихрезультатів і, у свою чергу, дозволило визначити наступні положення. Макроскопічнівластивості матеріалу покриттів характеризують дія зовнішніх впливів на них.Однак зазначені властивості визначаються внутрішніми особливостями матеріалу(зокрема, розподілом і величиною залишкових напруг (σзн), його структурою(S) і будовою (CS). При цьому під структурою будемо розуміти атомарна будоваматеріалу, включаючи тип, число й розподіл дефектів кристалічних ґрат(вакансії, сторонні атоми, дислокації, границя зерен), а під будовою — кількість фаз, включаючи величину зерна, його взаємне розташування в обсязі йорієнтацію.
Rмф = F(σзн, S, CS)
Фізико технологічний рівень. Одним з методологічнихнапрямків у розробці порошкових матеріалів для детонаційно-газових покриттів,які мають високі триботехнічні властивості, стало створення багатокомпонентнихпорошкових сумішей методом термодиффузійного легування за рахунокгетерогенізації початкової сировини. Проведені дослідження [24] показали, щодля легованих сталей і сплавів отриманих методом дифузійного насичення, якпоказник доцільніше всього використовувати гранулометричний склад порошковихматеріалів (G). Гранулометричний склад, у свою чергу, змінюється в широкомудіапазоні й залежить від складу початкової шихти (Cpш), режимівдифузійного насичення (rдн) і наступної обробки порошкового матеріалу(rобр).
Rфт = F(G),

де G = f(Cpш, rдн, rобр)
Інформаційний рівень. Розвиток і ускладнення методівдослідження, умов функціонування триботехнічних систем показує, що процесстворення детонаційно-газових покриттів з керованими властивостями має багаторозв'язків (іноді навіть не певних), тому дослідникові необхідно враховуватиякість інформації (Q): важливість (іmp), терміновість (e), ступіньсуперечливості (dc). Також прийняття того або іншого розв'язку, у свою чергу,залежать від характеру досліджень (TE): ресурсного забезпечення (rp) і науковоїдоцільності (se).
Rі = F(Q, TE),
де Q = f(іmp, e, dc)
TE = f(rp, se)
У якості трибопокриттів для порівняння використовувалипокриття на основі нікелю й карбіду вольфраму. Зазначені покриття одержали широкевизнання в практиці й впровадження в промисловості.
2.2 Фізико-хімічні методи аналізуповерхонь тертя
Фізичні методи дослідження процесів тертя й зношуванняпроводили на макро-, мікро- і субмікроскопічних рівнях. Макроскопічний аналізздійснювався візуально й фотографуванням. Це дозволило оцінити ушкодження,ступінь при роботі й характер процесу зношування трибоповерхнні. Длямікроскопічних досліджень використовувався мікроскоп МІМ-8М. Підготовлялисямікрошліфи — у спеціальних струбцинах стикувалися, розділені мідною прокладкою,дві поверхні перетинання покриття. У наступному підготовка металографічнихшліфів проводилася за методикою робіт. Визначення мікротвердості матеріалівпокриттів проводили методами вимірів за Роквелом відповідно до ГОСТ 9013-59. Дослідження микробъемовдетонаційно-газових покриттів покриттів здійснювали методом вимірумікротвердості поверхневих шарів відповідно до ГОСТ 9460-68 на мікротвердомірі ПМТ-3.Навантаження на індентор вибиралася виходячи з механічних властивостей досліджуванихпокриттів і залишалися незмінної. Глибина відбитка не перевищувала 2 мкм.Шорсткість робочої поверхні шліфа при вимірах мікротвердості доводилася Ra=0,32відповідно до ГОСТ2789-73.Мікрорельєф поверхні вимірявся профілометром профілографом (мод. 201 заводу«Калібр»). Міцність зчеплення детонаційно-газових покриттів зметалевою основою визначалася методом «конусного штифта».Дослідження проводили на зразках, у яких штифт і отвір у шайбі мали формуконуса, що забезпечувало зменшення зазору в з'єднанні й збільшення точностівиміру в порівнянні із циліндровою формою. Діаметр робочої поверхні штифта становив1,5-2,0 мм, що виключало поперечне й змішане руйнування покриття. На поверхнюштифта й шайби наносили покриття товщиною не менш 200 мкм. Випробуванняпроводили на універсальній розривній машині УТС-10 зі швидкістю руху активногозахоплення 2,0 мм/хв. Товщину покрити контролювали мікрометром. Щільність покритивизначали шляхом напилення на плоску сталеву основу шаром 6 мм, а потім відокремлювали й гідростатично зважували його за методикою викладеної в роботі [25].Длявизначення інтенсивності зношування використовувалися схеми торцевого тертя наустановці М-22ПВ, у діапазоні швидкостей до 1 м/с і навантажень до 10 мПа.Рентгенофазний аналіз поверхонь тертя проводився дифрактометром ДРОН- УМ1.Зйомка здійснювалася в широкому кутовому діапазоні в З- випромінюванні.Спочатку прописувалася дифрактограма зі швидкістю 1/2 за хв. з обертаннямзразків. Потім піки, виявляються більш детально прописувалися зі швидкістю 1/8єй 1/16є за хв. Напруга 25 кВ, струм — 15 мПа. Дослідження хімічної мікронеоднорідності здійснювалося мікроаналізатором фірми «Cameka» моделіMS-46. Вимір інтенсивності рентгенівський проводили в тотожних ділянках мікроструктури.Були отримані знімки в поглинених електронах і рентгенівських променях.Електронні мікрофотографії детонаційно-газових покриттів робили на мікроскопіJEM-100CXP при зйомці в трансмісійному режимі за допомогою двоступеневихвуглецевих реплік, що напилювався у вакуумі й відтінялися окисом вольфраму.Напруга, яка пришвидшує, була 80 кВ.     Рентгенографічне вивчення тонкоїструктури проводилося на установці УРС-50И с іонізаційним записом в Fe-випромінюванні. Для фізичного розширення ліній обумовленого диспергуваннямкристалітів і перекручуванням кристалічних ґрат. З метою виявленнязакономірностей між структурою й властивостями детонаційно-газових покриттіввикористовувався метод апроксимації з наступним уведенням виправлень. Розміриблоків мозаїки підраховували методом екстинкції. Для дослідження самого тонкогоповерхневого шару (продуктів зношування) застосовувався метод дифракціїелектронів на установці ЭМР-100 у режимі дифракції на відображення з поверхнітертя при напрузі, яка з ковзає, 100 кв.
2.3 Математична модель процесів тертяй зношування покрити по пружно — пластичній основі
На підставі [12-21] простір існування властивостейдетонаційно-газових покриттів можна описати, як: Ω />(Rфм /> Rмф /> Rфт /> Rі)
З обліком першого обмеження: Ω /> Ψ
де Ψ — простір у якому властивостідетонаційно-газових покриттів мають фізичний сенс.
Приймаючи до відома тези«технологія-структура» і «структура-властивості» додаємодруге обмеження фазовий коефіцієнт дефектності матеріалу, якої показує як данаструктура покриття співвідноситься з його ідеальною структурою в умовах колиструктурна густота постійна, (Кдф) → 1 Відносно триботехнічнихвластивостей відзначених покриттів додаємо третє й четверте обмеження:
/>
У такий спосіб: mіn І = f(Ω)
Для практичних розрахунків ухвалювали дещо спрощенийпідхід:
/> де І — інтенсивність зношування;
/> - вектор змінних факторів;
/> — вектор супутніх факторів.
/> = {V, P, T, p, M, L, τ}
де V = [0,1÷2] — швидкість ковзання, м/с;
P = [1÷20] — навантаження, МПа;
T = [423÷823] — температура нагрівання, oК;
p ≈105 — тиск, Мпа;
M — матеріал пари тертя;
L — мастильний матеріал;
τ = [1÷5] — час, год.
/> = {σ, Hμ, t, μ, R, }
де σ — адгезійна міцність зчеплення;
Hμ — мікротвердість;
t — температура в локальному контакті;
μ — коефіцієнт тертя;
R — режими нанесення покриття;
/> - вектор факторів, які не враховуються.

2.4 Планування експерименту й обробкарезультатів експериментальних досліджень
Основна складність при вивченні процесів тертя йзношування є наявністю великої кількості флуктуацій, керованих і контрольованихфакторів. Також необхідно відзначити, що на умови формуваннядетонаційно-газового покриття не однозначно впливають біля двадцяти п'ятифакторів (конструкція установки, властивості порошкового матеріалу й ін.).Однак методи планування експерименту дозволяють ефективно орієнтуватися йдосягати мети в умовах складних слабко організованих системах, а такожзабезпечити задану точність обробки результатів і їхня відтворюваність. На думкуавторів [17] знос матеріалів у процесі тертя підкоряється нормальному абологарифмічно нормальному закону розподілу. Математична модель процесувідображалася у вигляді системи рівнянь, які зв'язують функцію відкликання (Іh)від вибраних факторів у вигляді полінома третьої (в окремих випадках другого)ступеня за допомогою спеціалізованих пакетів «Excel»,«Mathcad» з використанням типових вбудованих функцій. У цілому повнофакторний експеримент організовували за методикою викладеної в роботах [18,20].Методом апріорного ранжирування визначали число факторів (n=3) і кількістьдосвідів N=2n. З метою усунення впливу флуктуацій і інших не бажаних факторівексперимент рандомізували за законом більших чисел. Потім, задавали рівніваріювання й становили матрицю планування експерименту. Надалі додаткововикористовувалися рекомендації робіт [12,13].
Кількість паралельних досвідів вибиралася за формулою:
K/>,

K — кількість паралельних досвідів; /> - критерій Стьюдента; /> - середня квадратична погрішність; ε- довірча точність.
У роботі перебувало по статистичних таблицях приприйнятій довірчій імовірності 0,95. е — ухвалювали рівним 5%. Кількістьпаралельних досвідів при цьому варіювалося від 3 до 6.
Середнє значення параметра й дисперсія паралельнихдосвідів визначалися за формулами:
/> ,
де І=1, 2,… N
/>
Перевірка відтворюваності проводилася за формулою:
/>
Можливість проведення регресійного аналізу оцінювалиоднорідністю дисперсій рівно відповідних досвідів (критерію Кохрена):
Gрасч=/>Gтабл.

Табличне значення критерію Кохрена обчислювалосявиходячи з N=8, числа ступенів волі f=k-1, рівень значимості б=0,05 і довірчоїймовірності 0,95. У випадку Gтабл.
/>
Потім обчислювали коефіцієнт рівняння регресії йвзаємодії:
/>
/>
Перевірку статистичної значимості робили по t-критерії, шляхом знаходження
середньоквадратичної погрішності коефіцієнтів регресії:
/> 
Далі знаходили довірчий інтервал:
2∆bi: ∆bi = tкр/>S(bi)
У випадку не статистичної значимості коефіцієнтіврегресії їх виключали. Рівняння регресії перевірялося на адекватністьвідповідно до критерію Фишера:

Fрасч./>
При прийнятій довірчій імовірності 0,95. Якщо Fрасч.≤Fтабл., то отримане рівняння аналізувалося.
За відзначеною методикою оброблялися результати всіхекспериментів.

Розділ 3. Експериментальнідослідження зносостійкості легованих fe-мn детонаційно-газових покриттів
 
Заміна композиційних покрити на основі нікелю неможлива без розуміння глибоких теоретичних принципів і масштабнихекспериментальних досліджень. Як з наукової, так і із практичної точки зорунеобхідно ясно представляти дороги створення зазначених покрити й галузі їхзастосування.
 
3.1 Обґрунтування вибору легуючихелементів і їх оптимальний зміст у композиційному покритті
 
Одержання детонаційно-газових покриттів із заданимивластивостями зв'язане, на маса перед, з оптимізацією багатокомпонентнихсистем, де окремі фази їх — матеріал матриці й додані легування виконуютькомплекс специфічних функцій. Якщо звичайно строк «конструювання»застосовувався тільки до машин, механізмів або встаткування, то зараз, вінпоширився й на матеріали. «Конструювання» матеріалу (інженеріяповерхні [...]) — це одержання заданої його структури й, відповідно, керуванняй прогнозування експлуатаційних властивостей. Обґрунтований вибір компонентівпри формуванні детонаційно-газових покрити з попередньо заданимихарактеристиками, які мінімізують процеси трибоактування, повинний враховуватикомплекс властивостей матеріалів і середовища. Саме такий комплекс повиненсприяти стійкої реалізації універсального явища структурної пристосованості впроцесі тертя. Одним з напрямків при цьому є створення багатокомпонентнихпорошкових сумішей шляхом гетерогенізації й термодиффузійного насиченняпочаткової сировини легуючими елементами. Також, дефіцитність і необхідність раціональноговикористання нікелю висунуло проблему пошуку його заміни.Даній проблемі присвяченіширокі теоретичні й експериментальні дослідження [8]. Автором почата спроба наоснові експериментальних і теоретичних узагальнень створити детонаційнібезнікелеві покриття, які мають високі властивості, за рахунок цілеспрямованоговикористання марганцю, як еквівалентної заміни нікелю. З робота [6-8] відомо,що є значні розбіжності між марганцем і нікелем, що як легують елементами й цене дозволяє створювати аустенітні постійні системи
Fe-Mn-Cr, які б не вступали широко відомим системам Fe-Cr-Nі(промислові марки типу Х18Н10, Х23Н18). Вивчення структурно-фазового складу,триботехнічні досліди [13] і теоретичні принципи про вплив окремих легуючихелементів, дали можливість експериментально оптимізувати склад композиційних покритисистеми Fe-mn-cr. Таким чином, раціональне легування елементами вплинуло нафізико-хімічні властивості згаданої системи й існуючий досвід [14] даломожливість створити композиційні покриття, які за триботехнічнимихарактеристиками не уступають нікелевий. Також, слід зазначити високутехніко-економічну доцільність застосування Fe-Mn-Cr покрити в порівнянні з нікелевими. Вибір порошку заліза, як початковоїсировини, обумовлений він порівняно дешевиною, не дефіцитністю й розширеної вприроді, а також можливістю багатокомпонентного легування з утвором аустенітноїструктури, особливо для елементів з обмеженою розчинністю. Перевагою стабільнихаустенітних структур є відсутність перетворень і стійкість у широкому діапазоніробочих температур. Підкреслимо, що висока розчинність легуючих елементів — єпринципово важливою особливістю заліза, як матеріалу основи. При цьому залежності,що легують добавки в, від їхнього внеску в процеси зміцнення розділяють на:елементи, які входять до складу матриці й вносять внесок у твердо розчиннезміцнення (Cr, Co і деякі інші перехідні метали); елементи, які входять доскладу фаз, які кріплять тобто створюють дисперсні частки тугоплавких з'єднань(Al, Nb і ін.) і активні елементи, які суттєво поліпшують характеристикив'язкості руйнування й пластичності (N, B). Активні елементи, у результатівеликої невідповідності розмірів своїх атомів від атомів матриці, регулюютьсяна границях зерен і в такий спосіб заповнюють вакансії й знижують зерно — граничну дифузію. Марганець має вищу хімічну активність (у порівнянні знікелем) щодо кисню, азоту, вуглецю, тому існує більша ймовірність переходуйого в карбідні й нітридні фази, навіть при наявності в складі композиційсильних нітридо — або карбідо — елементів, що створюють. Це сприяє активномуутвору фаз, які кріплять. Крім того, при концентраціях до 15% Mn знижує навідміну від Nі енергію дефектів додавання в аустенітній структурі, чимобумовлює вищу здатність до зміцнення системи Cr-Mn. Оптимальна концентрація Mn, якустановлено експериментом, становить 11%. Застосування марганцю сприяєзменшенню коефіцієнта дифузії заліза в аустеніті, який сприятливо впливає нажароміцність. Так само зменшенню рівня пружно — пластичної деформації в процесіактивації сприяє введення алюмінію за рахунок зниження ступені розщепленнядислокацій. Відомо термодифузійне насичення порошку заліза, як матеріалуоснови, хромом і нікелем. Співвідношення хрому й нікелю при цьому подібно складуаустенітної сталі. З метою підвищення зносостійкості детонаційно-газових покрити порошок заліза бувтермодифузійним легуванні хромом. Хром, частково розчиняються, збільшуєкількість міжатомних зв'язків, зменшує дифузійну рухливість атомів твердогорозчину, а це сприяє підвищенню поверхневої міцності напилених покриттів. Такождодавання хрому утворює значна кількість фаз, які кріплять, і позитивновпливають власними присутностями у твердому розчині, тому що підвищують його термічнустійкість. Тобто згадані фази гальмують процеси руйнування при високихтемпературах, за рахунок затримки процесів коагуляції й рекристалізації. Такимчином, вплив фаз, які кріплять полягає в не допустимості або затримці процесівдифузії, які необхідні для атомного обміну в процесах коагуляції йрекристалізації. У роботі [9] увага обігу на те, що хром впливає на розчинністьAl, Tі й Ta у фазах, які кріплять. Крім того додавання хрому впливає на утвіррізних за будовою й властивостями вторинних структур. Одним з напрямків урозробці зносостійких покрити, які здатні стабільно працювати в умовахпідвищених температур і багатогодинних діючих напруг, є стабілізаціямікрогетерогенної структури шляхом додавання тонких часток фаз, які кріплять.Ефект зміцнення залежить від ряду факторів. Найважливішої з них є нерозчинністьдисперсної фази в металевій матриці, її термічна стабільність і відсутністьзначного росту часток у процесі експлуатації. Слід зазначити, що найбільшперспективні бориди, нітриди й окисли, тому що вони мають високу термодинамічнустійкість. Існуючи практично без зміни до температур при яких інші фази, якікріплять, з елементів ІVA і VB груп повністю розчиняються в матриці, вонистабілізують мікрогетерогенну структуру й, що особливо важливо, не підвищуютьпри цьому критичну температуру крихкості. Закономірності вибору боридив,нітридив і окислів, у якості фаз, які кріплять. для матриць із Nі й Fe вивченімало. З метою підвищення зносостійкості покрити за розробленою технологічноюсхемою були отримані багатокомпонентні порошкові суміші, де окремігранулометричні частки яких у результаті взаємодії (певної термодинамічними йдифузійними характеристиками) складалися з мікрообсягів декількох компонентів,які відрізняються за хімічним складом. Алюміній, вибраний як легуючийдоповнення, по-перше, значно кріпить твердий розчин і
робить внесок у твердо — розчинне зміцнення; по-друге,його головне призначення в тому, щоб, при взаємодії з матеріалом основиутворювати фази, які кріплять і, таким чином, забезпечувати дисперснезміцнення. Роль фаз, які кріплять для покриттів, що напилюються, значно більшскладна й менш вивчена з теоретичної точки зору, чому їхня роль у монолітнихматеріалах [2]. Також, на нашу думку, алюміній вигідно відрізняється тим, щоактивно сприяє утвору плівок окислів, які мають механічну цілісність наповерхні й низьку дифузійну проникливість. У роботі [5] відзначається, щододавання в шихту алюмінію поліпшує триботехнічні характеристики за рахунокекзотермічної реакції при взаємодії з окислами й, тому зменшує пористість і підвищуєтвердість газотермічних покриттів. Додавання бору обумовлене створеннямважливого й великого класу неорганічних з'єднань, які відрізняються значноютвердістю, тугоплавкістю, високою хімічною стійкістю. Відповідно до відомихтеоретичних вистав бориди ефективно підвищують поверхневу міцність ізносостійкість, тому що вносять відповідний внесок у величину дисперсногозміцнення. Основні закономірності фізико-механічних властивостейметалоутворених з'єднань бору сформульовані в роботах [9, 15]. У наслідок різнихрозмірів атомів і низькою якістю в матеріалі матричної фази бор сегрегірує назерно граничних вакансіях і знижується швидкість здійснення дифузійнихперетворень на границях зерен. При цьому має місце не тільки сегрегація бору ватомарній формі, але й утворення боридів. Основні теоретичні положенняраціонального й комплексного додавання легантів і реалізація емерджентногоефекту від загального впливу декількох механізмів зміцнення були дослідженіекспериментально. Оптимізація композитного порошку для детонаційно-газових покрить системи Fe-Mn-Cr здійснювалася дослідженням впливулегуючих елементів, які додавалися, на певні характеристики покрити. Дляалюмінію експериментально встановлений оптимальний зміст становить 8% (мал.3.1).
Мікро твердість
              ГПа    /> а)
Інтенсивність зношування мм3/1000м*см2    /> б)
Рис. 3.1.1. Характер зміни мікро твердості (а) іінтенсивності зношування (б) залежно від змісту алюмінію.

Потім при встановленій концентрації алюмінію бувдосліджений вплив бору (мал. 3.1.2). Оптимальний зміст бору 6%. Таким чином,структура й властивості детонаційно-газових покрити визначаються фізико-хімічними характеристикамипочаткових порошкових матеріалів, які обумовили при напиленні структуру складнолегурованого твердого розчину на основі Fe.
Мікро твердість
              ГПа    />
Інтенсивність зношування мм3/1000м*см2   />
Рис. 3.1.2. Характер зміни мікро твердості (а) іінтенсивності зношування (б) залежно від змісту бору.     
Зміна фізико-механічних властивостейдетонаційно-газових композиційних покриттів системи Fe-mn-cr у процесігетерогенизации наведене в табл.3.1.

Таблиця 3.1 Фізико-механічних властивостей детонаційно-газовихпокриттів при цілеспрямованому додаванні легантива.Тип покриттяя Товщина Межа міцності к руйнування, ГПа Адгезійна міцність зчеплення, мПа Мікротвердість, ГПа
Fe-Cr
Fe–Cr-Mn
Fe–Cr–Mn-Al
Fe-Mn-Cr-Al-B
0,14÷0,25
0,14÷0,25
0,11÷0,20
0,11÷0,20
0,57÷0,60
0,63÷0,71
0,65÷0,71
0,75÷0,86
43÷47
48÷60
55÷83
71÷96
3,8÷4,4
4,6÷5,7
6,0÷6,9
10,5÷12,1
Використання детонаційно-газового методу дозволилостворити певний хімічний склад і одержати структуру, що оптимізувала комплексвластивостей, які потенційно закладені в ньому. При цьому композиційні покриттясистеми Fe-mn-cr, у першу чергу, необхідно розглядати, як порівняно більшефективні за економічними показниками, чому нікелеві. А також, за своїмифізико-механічними характеристиками, як наведено в табл. 3.1.1, не уступаютьшироко відоме покриття на основі нікелю або легуванні їм. Значні можливостідетонаційно-газового методу пов'язані з регуляцією властивостей покриттів зарахунок додавання до їхнього складу, як структурні складові твердих масел з ламелярнойструктурою .
 
3.2. Регуляція параметрів тертя йзношування композиційних покриттів системи Fe-Mnза рахунок додавання до складу маселз ламелярной структурою
 
застосування дисульфіду молібдену додавання сульфідівметалів безпосередньо в композиційні матеріали почалося з використаннясірчистого заліза й марганцю, потім сірчистого цинку, міді й свинцю. Дотеперішнього часу виконана велика кількість досліджень по вивченню властивостейрізних сульфідів і їх взаємодії з металом-основою антифрикційних матеріалів.Одним із твердих масел, які здатні розділяти поверхні тертя завдяки утвору плівки,що екранує, яка запобігає зв'язуванню й налипання матеріалів, є дисульфідмолібдену. Застосування дисульфіду молібдену як твердого масла певною мірою залежитьвід умов тертя, зокрема, від складу навколишнього середовища, і влаштованеособливостями його структури. В основному, дисульфід молібдену розглядається якструктурне масло, тобто працездатність якого визначається шаруватою будовою їїструктури. Слід зазначити, що серед деяких сульфідів чия гексагональнаструктура має щонайкраще виділені зони спайності (сульфіди Tі, W, Mo, Nі, Co,Cr і Al) [58], дисульфід молібдену найбільш досліджений для процесів тертя йзношування. Так, наявність шарів двох різних атомів і міцний зв'язок між ними вгоризонтальній площині й більш слабка у вертикальної — забезпечує легкековзання тонких шарів. Шари володіють високими, опором стиску й здатнівитримувати значні навантаження [30]. Використання дисульфіду молібдену [18,25]здійснюється як у вигляді порошків, які втираються в робочу поверхню абонаноситься у вигляді плівки на основу або пресуванням на поверхнях у коверлахпри змащенні ротапринтим методом. Відомі спроби застосування газополум’яного методу нанесення частоктвердого масла в суміші із частками основного матеріалу. Широке поширення увузлах тертя одержали спечені матеріали, які складаються з металевої матриці йрозподіленої в ній твердим маслом.
Однак, залежності, які зв'язують параметри тертя йзношування композиційних покрити, що мають у якості структурних складових MoS2, від величин зовнішніх впливів,тепер вивчені недостатньо. Необхідно відзначити, що в літературі вказуютьсячасом суперечливі значення параметрів терть, які характеризують антифрикційнівластивості матеріалів при добавці дисульфіду молібдену. Це, на думку автора,обладнане тим, що випробування здійснюються, як правило, при різних умовах, атакож не завжди враховуються всі фактори, які впливають на антифрикційнівластивості згаданих покриттів.

3.3 Випробування на зносостійкістькомпозиційних покриттів при терті без змащення
 
Докладні дослідження в галузі тертя й зношуваннявітчизняних і іноземних учених розкрили складні причинні — слідчі залежності.Відзначені залежності, обумовлені не тільки значною складністю фізико-хімічнихпроцесів, що протікають у зоні фрикційного контакту, тобто яким прийнятовважати: фізико-механічні характеристики тертьові поверхонь, їх макро- імікрогеометрію, властивості зовнішнього середовища, швидкість ковзання,навантаження на контакті, температуру, умови й вид тертя.
 
3.4 Вплив швидкості ковзання йнавантаження на опір зношуванню
 
Для розкриття взаємозв'язків між опором зносу досліджуванихпокрити (рис. 3.4.1), їхньою структурою, складом фаз і впливом зовнішніхфакторів, які визначають експлуатаційну стійкість вузлів тертя, буливикористані сучасні фізичні методи дослідження.
/>
Рис. 3.4.1. Залежність інтенсивності зношування від швидкостіковзання для покриттів систем типу: 1- Fe-Mn-Cr-Al-B: 2- Ni-Cr-Si-B-C: 3- WC-Co.
Вивчення зон локалізації структурних складових ікількісний хімічний аналіз здійснювалися методами якісного, а потім наступногокількісного рентгенівського дисперсійного енергетичного аналізу на установці«Lіnk-860». Дослідження вторинних структур і поверхневого шару, томущо саме перебіг процесу трибоактивація впливає на інтенсивність окиснення йсхоплювання, здійснювався за допомогою мікро фазового аналізу методами зондовоїрастрової електронної мікроскопії на установці «Самsкаn». Товщина поверхневихшарів з урахуванням порушення становила не менш 1,5 мкм, відносна погрішністьвиміру — 1%. Для хімічного аналізу вторинних структур і їх складових зонлокалізації використовувалася програма ZAF-4/FLS. Також з метою вивчення стануповерхні був застосований метод дифракції електронів. Дослідження проводилисяна електронографі ЭМР-100. На мал.3.4 наведена електронограма від поверхнітертя детонаційно-газового покриття системи Fe-Mn-Cr. Характер дифузійного ореолу свідчить, що орієнтованаструктура поверхні має кристалічна дисперсна будова. Це підтверджуєтьсядослідженням хімічної мікро неоднорідності, які проведені на мікроаналізаторі«КАМЕКА» моделі МS-46. При порівнянні відбитків, які зняти в поглиненихелектронах і в рентгенівських променях, не представлялося можливим ототожнитиділянки структури, виявлені в поглинених електронах з розподілом елементів (Мn,Сr, Al, Fе) у характеристичних рентгенівських променях. Вид розподілу елементіву рентгенівському Кб — випромінювані по Мn, Сr, Al, а також у поглиненихелектронах представлений на мал. 3.5. Незважаючи на те, що вимір інтенсивностірентгенівського випромінювання проводився в ідентичних ділянках мікроструктуриотримані розбіжності в хімічному складі детонаційно-газового покриттяпідтверджують наявність у ньому не рівномірністю дисперсної структури.
Науково-дослідних робіт, які розглядають характер іінтенсивність структурних змін трибоповерхні й прилягаючих до них мікрообсягів,дуже мало, тому закономірності структурних перетворень у поверхневому шарібагатофазних триботехнічних матеріалів вивчені недостатньо. З позиційструктурно-енергетичної теорії доведене, що еволюція процесів механохімічноїадаптації обумовлює утвір на поверхнях тертя вторинних структур першого йдругого типів, і їх формування здійснюється при кооперативному впливідеформації, нагрівання й дифузії. На підставі даних і з урахуванням робіт[8,15] можна вважати достовірним, що зазначений процес супроводжуєтьсядиспергируванням структури поверхневого шару й утвором у результаті цьогоущільнення й спікання захисних плівок, які полегшують опір зрушенню. Кінетикарозвитку пластичної деформації при терті монолітних матеріалів викладена вроботах [10, 15]. У поверхневому шарі залежно від умов тертя змінюєтьсящільність не ідеальна, що виникають при пластичній деформації, а такожвідбуваються процеси розчинення й утвору структур, які кріплять. Цедосліджувалося в роботах [14, 16], але в основному на однофазних пластичнихматеріалах. Структурний і хімічний склад шарів, які взаємодіють у процесітертя, — один з найважливіших аспектів фізики поверхневих явищ у теорії тертя йзносу, однак дотепер проведені нечисленні й несистематичні дослідження в цьомунапрямку, який робить дуже складним використання континуальних моделей дляаналізу еволюції структур поверхневих шарів. У роботах Л.М. Рибаковойрозглянуті деякі результати зміни хімічного складу поверхні матеріалів притерті, а в роботах [16, 20] — в умовах тертя при нагріванні, яке в ціломусвідчить про наявність нестаціонарних дифузійних процесів у шарах, якіприлягають до вільної поверхні, а також про значне збільшення швидкостідифузії. У цілому можна констатувати, що вплив легуючих елементів і структуригетерогенних матеріалів пара тертя на фазовий склад і властивості поверхневихплівок вивчене не досить. Дослідженнями останніх років переконливо доведенавирішальна роль захисних плівок, які безпосередньо формуються на поверхні вумовах тертя, на триботехнічні характеристики матеріалів. Із усіх факторіввідзначених покриттів, які впливають на характеристики, основну частку вносять,по-перше, структура й фазовий склад поверхневого шару, а по-друге, поверхневіплівки, які утворюються при терті. Отже, вивчення будови й властивостейвідзначених плівок є необхідним аспектом сучасної фізичної трибології йпредставляє важливе наукове й прикладне значення для забезпечення стійкогопрояву нормальних механохімічних процесів.
З метою всебічного вивчення тонких поверхневих шарів,у яких протікають процеси структурно-термічного активування, додатково буввикористаний метод вторинної мас — спектрометрії (ВИМС). Даний метод дозволивпроаналізувати зміну мікроструктури в поверхневих шарах, установити природуфаз, їх кристалічну структуру і параметри елементарної чарунки, які необхіднідля ідентифікації фаз і складу в межах області їх однорідності. При цьому,вторинні іони, які вилучалися з поверхні зразка, досліджувалися квадрупольниманалізатором мас, а енергія первинного іонного пучка становила 10 кэВ. Під часаналізу реєструвалися спектри позитивних вторинних іонів у діапазоні мас 0-100і т.д. Для підвищення чутливості використовувався динамічний режим роботи. Булопідтверджено, що мікроструктура поверхневих плівок має дрибодисперское будова йскладається із суміші фаз композиційного покриття й продуктів взаємодії зкиснем повітря й за стехіометричним складом є складним важко активізуємимкомплексом у вигляді дрибодисперської суміші окислів Cr2O3, Al2O3, Mn2O3 і складних фаз типу хромооксидів MnCr2O4. Крім того, було уточнено, що в нерівномірній тетрафазнійструктурі, що утворюють дрибодисперсні окисли, фаза Mn2O3визначається гексагональними ґратами з параметрами, а=0,295 нм, с=0,724 нм;зміст шпінелі відповідає, двом видам MnСr2O4, що має,а=0,825 нм, з=0,844 нм і а=0,583 нм, с=0,841 і різняться ступенемтетрагональності. Установлене появ нових структурних складових, якіпредставляють практично рівномірний розподіл еліпсодреблих фрагментів, яківідрізняються додатковим розчиненням боридних фаз у залізній матриці. Також відзначенаприсутність ультрадисперсних новотворів, які збагачені бором, складу типу МеВ2,МеВ4, МеВ6 і МеВ41. Структуру їх визначаютьатоми бору, які утворюють міцні пидрешитки з вираженими зв'язками В- В. Певнанаявність складних боридних фаз, які легирований марганцем, типу (CrМn) 4B5,(CrМn) 4B3 і інтерметалідних з'єднань алюміндів типу МеАl3, МеАl2,МеАl, а також фаз твердих розчинів на основі моноалюмініда. Крім того,утворений при взаємодії вищих боридів хрому й кисню навколишнього середовища,борний ангідрид (В2О3), який є хімічно активною формоюборної кислоти, перетворює окисли металів у метаборат (типу Mn(BO2)2), а це, відповідно, сприяє утвору на робочих поверхнях грузлої щільної«глазурі». Таким чином, утвір плівок вторинних структур обладнане фазовимі хімічним складом поверхневого шару. Для особливо характерні зміни, якіпов'язані із впливом механічних і теплових імпульсів, а також дифузійнихпроцесів легуючих елементів і кисню навколишнього середовища. Слід зазначити,що за своєю будовою об'єкти дослідження — тонкі плівки (вторинні структури)близькі до структури дисперснозміцненого композиційного матеріалу. Такіматеріали, як відомо, мають унікальне з'єднання високої пластичності йміцності, мають високу стабільність відзначених характеристик у часі.Збільшення швидкості ковзання практично не відбивається на зміні триботехнічниххарактеристик детонаційно-газових покрить. По всьому діапазону випробуваньдосягається стійка динамічна рівновага між процесами активації й пасивіровки.Саме в цьому обумовлена повна затримка процесів зв'язування. Характер зміникоефіцієнта тертя (мал.3.7), яке визначає втрати енергії у вузлах тертя,збігається із установленою закономірністю тертя й зношування покрити. Зниженнякоефіцієнта тертя, його стабільність при підвищенні швидкості ковзання свідчитьпро високу працездатність детонаційно-газових покрить, як на основі легованогопорошку заліза, так і твердого вольфрамового сплаву (BKІ5). При даних фазовогоаналізу структура детонаційно-газових покриття виявляє собою твердий розчин ізГцк- граткою на основі заліза й дрібно дисперсної суміші фаз, які кріплятьголовним чином у вигляді боридів хрому й алюмінідив заліза (табл. 3.2).Додавання легуючого бору обумовлене утворенням боридних фаз на основі хрому [16],легування алюмінієм — утворення фаз типу FeАl2 і Fe2Al5,склад і властивості яких визначаються наближеністю атомних радіусів елементів,їх хімічним спорідненням, що пов'язане з положенням у періодичній системі [16].
/>
Рис. 3.4 Залежність коефіцієнта тертя від швидкостіковзання, для покрити на основі: 1 — нікелю; 2 — заліза; 3 — твердого сплавуВК15
Таблиця 3.4 Дані рентгенофазового аналізу покриттясистеми FE-MN-CR-AL-B.Структурні фази Сингонія Період граток, нм d/n θ 2θ а в с
Cr2B Ромбічна 1,417 0,741 0,425
2,043
2,590
22°10
17°18
44°20
34°36
Cr5B3 Тетрагональна 0,544 - 1,007
2,01l
0,965
22°30
53°
45°
106° CrB Ромбічна 0,296 0,786 0,293
2,350
2,017 22°3023°6
45°
46°I2
Cr3B4 Ромбічна 0,298 1,302 0,295
2,908
2,477
15°24
18°12
30°48
36°24
CrB2 Гексагональна 0,296 - 0,306 1,970 23°3 46°6
FеAl2 Гексагональна - - - 2,06 22° 44°
Fе2Al5 ОЦК 0,356 - - 1,44 32°18 64°36
МnAl4 Тетрагональна 0,432 - 0,911 1,09 24°14 48°28
Мікроструктура перетинання покрить, які напилюваласькомпозиційним порошком. Покриття копіює рельєф поверхні й стосується його дооснови досить щільним. Міцність зчеплення покриття з основою визначалася наспеціальних зразках (методом відриву штифта). При металографічному аналізіперетинання напиленого шару плівки окислів, жужільних складових і іншихзабруднення на деформованих частках не виявлені. Дефекти у вигляді пар,порожнеч і тріщин не вдалося виявити навіть при х1200. На шліфах покриттязнайдені складові слабодеформованих часток, які кріплять. Відповідно дорозробленої технології готування композиційних порошкових матеріалів і керуючитехнологічними параметрами напиливания можна впливати на рівень дискретностіструктури покриттів. При цьому змінюються розміри фаз, які кріплять, і відстаньміж фазовими складовими, що у свою чергу впливає на механічні властивостіпокрити. На мал. 3.9. представлена структура фаз, які кріплять, у покриттів зхімічно вилученою залізною матрицею. Привертає увагу те, що є можливістьрегуляції об'ємної частки зазначених фаз, а це дає можливість змінювати їхніфізико-механічні властивості в широких границях і, тим самим, одержуватиматеріали, які здатні працювати в різних експлуатаційних умовах. Дисперснезміцнення тугоплавкими фазами, які слабко взаємодіють із матрицею, є одним знайбільш ефективних способів зміцнення [15, 16]. Однак у теоріях дисперсногозміцнення розглядається вплив часток одного розміру, у залежності, як правило,від об'ємної частки й характеру розподілу [16-18]. Тобто більшість розробленихтеорій зміцнення виходять із моделі хаотичного або в чималого наявністьвключень одного розміру й не враховують розподіли часток по розмірах. Уструктурі ж реальних дисперснозміцнених матеріалів включення мають широкийдіапазон розмірів. Відомо не численна низька робіт [16-17] у яких розглядаєтьсявплив ансамблю різних по розмірах часток на процеси деформації.
Значний опір зношуванню при зміні швидкості ковзаннядосліджуваних детонаційних покрити з леговане порошку заліза обладнаненаявністю дрібно дисперческих интерметалідних фаз, які стримують процеси йвзаємодії дислокації, міграції між зернах границь. Зазначені фази зменшуютьімовірність утвору дефектів і зменшуються ступінь структурної активності.Залежність, яка з'єднує зношування із властивостями матеріалів і зовнішнімиумовами тертя, установлює, що знос збільшується пропорційно навантаженню йвизначається не тільки кількістю контактів хутро поверхнями, але й характеромпроцесів на контактах. До того ж характер цих процесів суттєво залежить віднавантаження. Таким чином, навантаження є одним з важливих факторів, якіобумовлюють розвиток процесів зовнішнього тертя. Аналізуючи отримані експериментальнідані (мал. 3.13) можна відзначити, що характерним є незначне збільшення зносу зпосиленням навантаження й вища несуча здатність (Ркр.) різнойменних пар тертя.У роботі [19] сформульовані деякі правила при виборі матеріалів для пар тертя,зокрема, вказується, що з'єднання твердих матеріалів з гартівними сталямимають високу зносостійкість у результаті малого взаємного проникнення власнихповерхонь. Посилення навантаження, як відомо, обумовлює збільшення фактичноїплощі контакту й, відповідно, молекулярної взаємодії поверхонь. Інтенсивністьзношування при цьому небагато збільшується, але, у цілому, вона не пропорційнапосиленню навантаження. Це справедливо, поки значення навантаження непереходить через певне критичне значення.
/>
Рис. 3.4.8. Залежність інтенсивності зношуваннядетонаційних покрити від навантаження:
1 — покриття із твердого сплаву ВК15 по ВК15;
2 — покриття із твердого сплаву ВК15 по гартівнійсталі 45;
3 — покриття на основі заліза по гартівній сталі 45;
4 — покриття на основі заліза по покриттю на основізаліза;
5 — покриття на основі нікелю по гартівній сталі 45;
6 — покриття на основі нікелю по покриттю на основінікелю;
7 — зразки з гартівних сталей 45 по сталі 45;
8 — зразку з гартівних сталей 30ХГСА по 30ХГСА.
Інтенсивність зношування покриття з легованого заліза(крива 3) при посиленні навантаження до 6 мПа практично не збільшується, анадалі спостерігається більш-менш рівномірне й незначне підвищення величинизносу.
Таким чином, при збільшенні навантаження інтенсивністьзношування покрити на основі легованого заліза небагато росте, але якісно видзношування не змінюється. Висока працездатність згаданих покриттів у широкомудіапазоні навантажень обумовлюється появою універсального явища структурноїпристосованості при терті, сутність якого сформульована в роботах [15, 17]. Поверхневийшар покриття в результаті протікання пластичної деформації при терті переходитьу термодинамічні не рівномірний активований стан, з якого шляхом адсорбційної,дифузійної й хімічної взаємодії з навколишнім середовищем він прагне статипасивним. У результаті цієї взаємодії, як установлено, утворюються гетерофазнітонкі плівки — вторинні структури. Зазначені структури виявляють собою суцільнуй щільну плівку складу Mn, Cr2O3, Al2O3і борного ангідриду B2O3. Утвір вторинних структурвідбувається в певному діапазоні режимів тертя при наявності динамічноїрівноваги процесів активації й пасивування. Якщо в силу дії зовнішніх умов(зовнішнього навантаження) динамічна рівновага зрушується убік підвищенняенергії активації, то не утворюється досить міцний і зносостійкий шар вториннихструктур, якої захищає основний матеріал пари тертя від безпосередньоївзаємодії, і процес тертя відбувається в умовах пошкоджуваності (виникаєзв'язування). Так при наступному підвищенні навантаження до 8 мПа відбуваєтьсяякісна зміна процесу зношування, яке супроводжується швидким збільшеннямкоефіцієнта тертя й інтенсивності зношування. На бічній поверхні зразка чітко виднікольори мінливості від темно-синього біля кромки поверхні тертя до жовтого нане напиленому торці. З величин критичних навантажень для випробуваних зразків(табл. 3.3) видне, що максимальними значеннями критичних навантажень за данимивипробувань володіють детонаційно-газові покриття із твердого сплаву ВК15 ілегованого заліза.
Таблиця 3.4. Значення критичних навантаженьдосліджуваних покрити. матеріал Критичне навантаження, мПа Однойменні пари тертя Різнойменні пари тертя
Сталь 45
30ХГСА
Покриття з легованого Fe
Покриття на основе Ni ВК15
3,0
2,6
8,1
6,2
8,8
-
-
8,5
7,5
8,8
Значення критичних навантажень для гартівних сталейзначно менше. При терті зразків з гартівних сталей (криві 7 і 8, мал. 3.13)процеси, що ушкоджується супроводжуються інтенсивним зкріпленням і виявленібільш характерно. Також спостерігається їхня інтенсифікація при збільшеннінавантаження. У роботі [17] підкреслюється, що знос не можна зв'язувати зпевної одним властивістю плівки окисла. Знос визначається комплексом властивостей,зокрема, крихкістю, твердістю, міцністю зв'язки плівки окисла з поверхнеюосновного металу. Для покрити на основі легованого заліза до навантаження 6 мПаосновним процесом є механохімічне зношування. Механізм його полягає вбезперервному утворі й руйнуванні на поверхнях тертя шарів твердих розчинівкисню в залозі й суміші різних типів хімічних сполук кисню з Fe, Cr, Mn пригнітючій наявності (за даним рентгенофазового аналізу) окисла Fe3O4і Mn5O4. Збільшення інтенсивності зношування покриття принавантаженні 6 мПа зв'язане за даними рентгеноструктурного аналізу із гнітючимутвором у плівках вторинних структур окисла г-Fe2O3. При наступномуросту навантаження до 7 мПа плівки окислів руйнуються більш інтенсивно (мал.3.12). Коли навантаження росте до 8 мПа разом з утвором і руйнуванням плівококислів, усе більш помніть значення в процесі зношування починає робитизв'язування. З наступним збільшенням навантаження, зв'язування розбудовуєтьсяусе більш активно в результаті збільшення фактичної площі контактутрибоповерхні в результаті великого ступеня пластичної деформації мікро обсягівповерхневого шару. Можна відзначити, що інтенсивність зношування й сила тертяменше, якщо поверхневий шар окисла містить окисел Fe3O4 і Mn5O4, а не Fe2O3 іMn2. Інтенсивність зношування гартівних сталей значно перевищує інтенсивністьзношування детонаційно-газових покрить. Продукти зносу, які утворюються в цьомувипадку, виявляють собою темно-бурий порошок окислів із гнітючою наявністюFe2O3. На мал. 3.12 наведені залежності коефіцієнтів тертя від нормальногонавантаження. По даним мікроструктурного аналізу поверхонь тертяспостерігається зменшення коефіцієнта тертя, тому що він залежить від складу йвластивостей плівок окислів і при росту навантаження створюються зона механохімічногозношування. Тобто виникає більш інтенсивний розвиток окисних процесів призбільшення навантаження й, відповідно, температури.
/>
Рис. 3.4.10. Залежність коефіцієнтів тертя детонаційно-газовихпокриттів від навантаження: 1 — покриття на основі Fe; 2 — покриття із твердогосплаву ВК15; 3 — покриття на основі Nі.

При збільшенні навантаження підвищується ступінь негомогенності деформації, збільшується розмір продуктів зносу, у процес притягаютьсяглибинні поверхневі обсяги. Сили тертя, які обумовлені деформацією йруйнуванням, збільшуються повільніше чому нормальне навантаження. Певнізначеннях навантаження (Pкр), як вказувалося, дуже сприяють, що ушкоджується,яка викликає стрімке збільшення сил і коефіцієнтів тертя. Таким чином, характерзміни коефіцієнтів тертя зі збільшенням контактного навантаження обумовлюєтьсяосновними процесами, які відбуваються при терті й зношуванні. Аналізрезультатів проведених випробувань дозволяє затверджувати, щодетонаційно-газове покриття системи Fe-Мn мають високі антифрикційніхарактеристики, які не уступають покриття із твердого сплаву ВК15.
Застосування отриманих детонаційно-газових покрить якзносостійкі дозволяє розширити діапазон нормального зносу в результаті заборонипроцесів зв'язування за рахунок зниження рівня структурної активації, а такожзабезпечує мінімізацію параметрів тертя й зношування. Таким чином, детонаційніпокриття з легованих композиційних порошків на основі заліза можуть бути використаніу важливих важко навантажених вузлах тертя в місце покрити на основідефіцитного нікелю або дорогого карбіду вольфраму. Триботехнічнимихарактеристики композиційних покрити при підвищених температурах одним зважливим ознак, які характеризують постійний процес нормальної роботи вузлатертя, є сталість температури. Зміна температури, як відомо, впливає наінтенсивність процесів дифузії, швидкість хімічних реакцій і визначаєпротікання в поверхневих шарах матеріалу пластичної деформації, від якої, востаточному підсумку, залежить ступінь процесу структурно-термічної активації.Таким чином, температура поверхонь тертя є важливим чинником, зміни якогоприводять не тільки до зміни інтенсивності, але й виду зносу. Дляекспериментальних випробувань детонаційно-газові покриття на основі легованихпорошків системи Fe-Мn, нікелю й твердого сплаву ВК15 напилювались, як це вжевідзначалося, на кільцеві зразки. Розподіл теплових потоків, обумовленеградієнтом температур визначається не тільки теплофізичними характеристикамипар тертя, але й залежить від величини й площі, на якій вони генеруються. Отже,на умови тепловіддачі великий вплив робить коефіцієнт взаємного перекриття [9,12]. Форма зразків і вживана схема тертя (торцева) забезпечували коефіцієнтперекриття, який рівняється одиниці. Це сприяло створенню найбільш важких умовтертя. Випробування здійснювали при постійному навантаженні 5 мПа й швидкостіковзання 0,5 м/с. Для дослідження впливу температури на швидкість процесівмеханохімічного зношування й зв'язування, які протікають у процесі тертя, булопередбачене нагрівання зразків під час експерименту до температури 600°С.Нагрівали зразки за допомогою малогабаритного електричного нагрівача.Температуру біля поверхні тертя вимірювали за допомогою спеціальної термопари.Отримані функціональні залежності інтенсивності зношування й коефіцієнтів тертявід температури біля поверхні тертя зазначених покрити представлені на мал.3.13 і 3.14.
Найменші значення інтенсивності зношування, як видне звипробувань, мають детонаційно-газові покриття з легованого заліза. Збільшеннятемператури практично не погіршує характеристик тертя й зносу, тому що наповерхнях тертя відбувається інтенсивний утвір структур, які мають високимиантифрикційними властивостями. Примусовий підігрів інтенсифікує процесивзаємодії поверхні тертя, яка активована пластичною деформацією, з киснемповітря й у результаті чого утворюються рівномірно розподілені по поверхнітертя плівки вторинних структур. Природа їх утвору залежить від умов тертя, матеріалупари, наявність і складу середовища в зоні контакту.
При терті в нормальних атмосферних умовах на поверхністворюються тонкі плівки окислів. Згідно з даними, наведеними в роботах [18,19], стабільність боридив і алюминида, який становить основу випробуванихдетонаційних покрити, нижче, чим окислів. Продуктами окиснення боридив є окислиметалу й борний ангідрид.
/>
Рис. 3.4.11. Залежність інтенсивності зношування відтемператури:
1 — покриття на основі ніхрому;
2 — покриття твердого сплаву ВК15;
3 — покриття на основі Fe.
/>
Рис. 3.4.12. Залежність коефіцієнта тертя відтемператури:
1 — покриття на основі ніхрому;
2 — покриття із твердого сплаву ВК15;
3 — покриття на основі Fe.
Фазовий аналіз структур окислів на поверхнях тертя,виконували на установці УРС-50И, але не вдалося однозначно виявити їхнійхімічний склад. Це, на думку автора, обладнане незначною товщиною структурокислів. У низьких робіт [28, 28] виражається припущення, що при підвищенихтемпературах критична товщина плівок окислів на поверхнях тертя становитьприблизно 10 км, при меншій товщині шару окислів їх захисні властивостізникають. Аналізуючи дослідження, які проведені в роботах [18, 18-19] можнадопустити, що плівка окислу на робочих поверхнях складається зі шпінелі Cr2O3• B2O3 і окислів Cr2O3, Fe3O4і Mn5O4. У цьому випадку окисли зв'язуються борнимангідридом в аморфну плівку, яка має високі зносостійкі властивості. НаявністьB2O3, як підкреслювалося, обумовлене тим, що вищі бориди хрому при взаємодії зкиснем навколишнього середовища розкладаються на окис хрому й борний ангідрид,що при підвищених температурах має малу в'язкість і дуже активно взаємодіє зіншими окислами. При наступному підвищенні температури відбувається змінаскладу й типу захисних плівок окислів, які утворюються. Так, зниження інтенсивностізношування й коефіцієнта тертя, виникає з того, що на поверхнях тертя по данимхімічного й фазового аналізу збільшуються ділянки, які покриті суцільноюплівкою Mn5O4. У деякі роботах [19-21] вказується навзаємозв'язок між механічними властивостями плівок окислів і матеріалом, наякому вони утворюються. Чим твердіше утворюються плівки окислів і м'якше металповерхонь тертя, тем при меншому зусиллі вони руйнуються. Захисні властивостіплівок окислів суттєво залежать від товщини й складу. Окисел Mn5O4 щодо цього маєдеякі переваги, а саме: більш малої в порівнянні з матеріалом покриттятвердістю, стабільністю кристалічних ґрат і відсутністю структурнихмодифікацій, високою адгезією до основи. Наступне підвищення температури привипробуванні не впливає на вид зносу. Спостерігається стійкий процеснормального механохімічного зношування, якої характеризується відносно низькимизначеннями зносу й коефіцієнта тертя, а вони залежать від роботи тертя й, дляданого випадку, визначаються механічними властивостями плівок окислів, їхзв'язком з основним матеріалом і здатністю до диспергування. За стехіометричнимскладом плівки окислів, які утворюються в процесі тертя за даних умов,виявляють собою високотемпературну модифікацію дрібно дисперческої сумішіокислів Cr2O3, Al2O3, Mn5O4і шпінелі MnСr2O4 і FeMn2. Поверхня тертя післявипробувань покрити з легованих ніхрому була практично дзеркальної йвідповідала шорсткості Ra = 0,32. Макроструктура й мікроструктура робочоїповерхні зразка, напиленого порошком системи Fe-Mn-Cr-Al-B, після випробувань при швидкостіковзання 0,6 м/с, навантаженню 1 мПа й температурі 600°С наведена на мал. 3.15і 3.16. Фазовий аналіз виконаний шляхом рентгенографування на установці УРС-50Ив Сі-випромінюванні показав, що за складом покриття після випробувань невідрізняються від початкових. Там у процесі дифузійного насичення в обсязіоднієї частки відбувається селективна дія, яка обумовлена термодинамічними йдифузійними характеристиками, між складеними елементами порошкового матеріалу йелементами, які дифундують (бор і алюміній). Так, при дифузійному насиченніпорошку заліза, хрому, марганцю разом бором і алюмінієм кожна частка виявляєсобою конгломерат з алюмінідів і боридних фаз. Таким чином, зносостійкістьдетонаційно-газових покрить з легованого заліза системи Fe-Mn-Cr-Al-B при високих температурахобумовлена як характеристиками металевих фаз напиленого шару, так івластивостями плівок окислів, які утворюються й активно перешкоджають процесамконтактного зв'язування, за рахунок виключення впливу тертя на основнийматеріал покриття й, відповідно, визначають високі антифрикційні характеристикитрибопари.
При випробуванні покрити з легованого нікелю зміниінтенсивності зношування, коефіцієнта тертя (мал. 3.4.14. а, б) при підвищеннітемператури більш виявлені чому в детонаційно-газових покрить з легованогоніхрому й залежать від складу й властивостей плівок окислів, які утворюються наповерхні тертя. Металографічні дослідження й рентгеноструктурний аналізпоказали, що це пов'язане з утвором у процесі тертя різних типів плівококислів, механізм руйнування яких неоднаковий. При температурах до 250°С наповерхні тертя утворюється плівка із суміші окислів Cr2O3і б-Fe2O3, а останній при підвищенні температура до 350°Спереходить у г-Fe2O3. Також при відзначеній температуріна робочій поверхні було виявлене існування ділянок окисла Mn. При наступномупідвищенні температури відбувається утвір шпинельних фаз на основі борногоангідриду B2O3. Борний ангідрид активно взаємодіє зіншими окислами. Плівки, які утворюються за даних умов випробувань, запобігаютьадгезійній взаємодії й розвитку процесів пластичної деформації, активнознижуючи енергію трибоактировання. Цьому обумовлене протікання нормальногопроцесу механохімічному зносу. Наступне підвищення температури при випробуваннівиявляє тенденцію до росту інтенсивності зношування покрити на основі нікелю. Відомо,що інтенсивне окиснення поверхонь тертя приводить до збільшення товщини плівкиокисла. У роботі [16] відзначається, що позитивний вплив окиснення поверхнітертя на її антифрикційні властивості до певного ступеня окиснення. Угетерогенних структурах при окисненні залежно від споріднення металу до кисню йшвидкості дифузії металу в шарі окисла, відбувається збагачення або зубожілоплівки окислів елементами, які входять до складу покриття [17]. При даним проведеногорентгенофазового аналізу в інтервалі температур 450°С — 500°С відбуваєтьсяутвір окислу Fe3O4, більш пишного й менш щільного чомуг-Fe2O3. Продукти зносу виявляють собою порошоктемно-бурого кольору. Відхилення від нормального процесу механохімічногозношування відбувається в результаті теплових перевантажень, які обумовлюютьутвір локусів зв'язування за рахунок високого градієнта й інтенсивногозбільшення температури в поверхневих шарах і породжують стан«термічної» пластичності. У процесі теплового зношування температурнеполе поширюється в глибину матеріалу й у результаті нагрівання розм'якшуютьсяконтактні поверхні. При цьому інтенсифікує процес деформації поверхневого шаруматеріалу покриття під плівкою окисла, яка обумовлює її руйнування й розвитокадгезійної взаємодії, яка веде до утвору металевих зв'язків. Інтенсивністьзношування й коефіцієнт тертя, як випливає було очікувати, мав по даних умовахексперимента найбільші значення. При наступному збільшенні температури тепловийзнос переходить у високотемпературне механохімічне зношування і якезберігається як провідний вид зносу при росту температури випробувань домаксимальної — 600°С. Зношування при цих температурах має механохімічну природуй характеризується деяким зменшенням значень інтенсивності зношування йкоефіцієнта тертя завдяки високій швидкості протікання процесів окиснення на поверхняхтертя й тим самим забезпечується утвір суцільних плівок окислів. Зазначеніплівки перешкоджають розвитку контактного зв'язування. Характерна мікроструктураповерхонь тертя для діапазону значень високотемпературного механохімічногозношування наведені на мал… З наведених мікрофотографій видне, що поверхневіплівки в деяких місцях мають поперечні й поздовжні мікротріщини. Імовірно, щоцей факт можна пояснити мікронапругами, які при певних випадках обумовлюютьнестійкість їх пружного й пластичного стану. Тому що на границях зеренвідбувається накопичення крайових дислокацій, які не встигають аналізувати, аце є причиною росту в цих місцях локальних концентрацій напруга до деякогограничного значення й утвору таким способом мікротріщин. Надалі руйнуванняплівок поверхневих шарів відбувається за рахунок їх м'якого викрашування знаступним видаленням продуктів зношування із зони тертя.
Проведені експерименти з детонаційно-газовимипокриттями в умовах повітряного середовища показали, що залежно від температуриспостерігається перехід від механохімічного зношування до теплового, а відтеплового — знову до високотемпературного механохімічного. Зазначений перехідобумовлюється головним чином величиною коефіцієнта дифузії, який залежить відтемператури. У роботі [38] підтверджується, що основним механізмом, якийприводить до аномального посилення процесів дифузії, дислокаційний. Умовитерть, які обумовлюють тепловий знос, сприяють прояву зв'язування, тому щозбільшується пластичність і полегшує можливість контакту трибоповерхонь, а це єнеобхідною умовою для прояву зв'язування. Інтенсивність теплового зношування вповітряному середовищі більше чим інтенсивність механохімічного зношування,тому що, в умовах підвищених температур у зоні контакту, у силувисокоенергетичних впливів на активізованих поверхнях тертя має місцетвердофазна хімічна взаємодія. Такий тип взаємодії веде до утвору плівоквторинних структур, які, в умовах механохімічного зношування виявляють собоющільні й суцільні плівки окислів, а вони перешкоджають розвитку процесівконтактного зв'язування й у результаті чого зменшується інтенсивністьзношування й коефіцієнт тертя. Значення параметрів тертя й зношуваннядетонаційно-газових покрить системи Fe-Mn-Cr-Al-B, які отримані при випробуваннях вумовах повітряного середовища, дозволяють рекомендувати їх для практичноговикористання у вузлах терть, які працюють при підвищених температурах (мал.3.4.15). Як видне (крива 2) для покрити із твердого сплаву ВК15 при температурі520 °С наступає зв'язування, тому що збільшення температури викликає інтенсивнеокиснення карбіду вольфраму й розм'якшення єднальної основи (кобальту). Такимчином, стрімке зростання енергії термічної активації обумовлює зниженнятриботехнічних властивостей покриття.
При цьому активно розбудовується знос зв'язуванням, аце приводить до катастрофічного процесу, що ушкоджується. Відзначена обставинаобмежує можливості застосування покрити із твердого сплаву на основі вольфрамуВК15 при підвищених температурах у повітряному середовищі. На мал.3.18 наведенімікрофотографії поверхні тертя покриття із твердого сплаву ВК15. Типовим єнеприпустима, що ушкоджується і яка проявляється у виникненні локальнихметалевих зв'язків, деформації, руйнуванні, у наслідок налипання, намазування йпереносу матеріалу покриття. При такому виді зношування швидкість процесуутвори металеві зв'язків перевищує швидкість інших процесів і стає головною.
Випробування детонаційно-газових покрить в повітряномусередовищі при підвищених температурах довели високі зносостійкі властивостірозробленого покриття. У такий спосіб детонаційно-газові покриття на основізаліза легованих Mn-Сr-Аl-В можуть бути використані у вузлах тертя, якіпрацюють при підвищених температурах в окисному середовищі.
 
3.5 Визначення оптимального змістудисульфіду молібдену в покритті
 
Для реалізації процесу тертя з мінімальними триботехнічними властивостями була здійснена наступна гетерогенізація багатокомпонентноїструктури на основі легованого заліза системи Fe-Мn за рахунок додатковогододавання до складу детонаційних покритий диспергированого дисульфіду молібдену(Патент 2000021109, МК ИС23С 14/14, В22. F9/00/. В.І. Колісник, О.І. Щепотьев,М.М. Мусієнко й ін. від 25.02.2000). Визначення оптимального змісту MoS2 (керована змінна) у легованому порошкузаліза щодо інтенсивності зношування, здійснювалося дослідним шляхом(мал.3.19). Виходячи з науково-методологічних положень вивчення процесів тертяй зношування й запропонованої математичної моделі паралельно проводилися виміриадгезійної міцності зчеплення (σсц) і мікротвердості (Hμ) поверхневихшарів детонаційного покриття. У результаті експерименту були отриманізалежність і побудована функція відкликання:
/> 
Рис. 3.5.1. Залежність інтенсивності зношуванняпокриття від змісту MoS2.

/>
Рис. 3.5.2. Побудова функції відкликання (Іh) відвибраних факторів.
Мінімальної інтенсивності зношування 3,5мм3/див2*1000м відповідає зміст дисульфіду молібдену 8%(мас.), показникиадгезійної міцності й мікротвердості — 98,2 МПа й 11,46 ГПа. У цьому випадкучастки твердого змащення рівномірно розподілені по товщині композиційногопокриття і їх кількість виявляється достатнім, щоб забезпечити його високіантифрикційні властивості. При меншій кількості дисульфіду молібдену ефектсамозмазування в покритті не досягається. Покриття з більшим змістом Mos2розпушується, його несуча здатність значно знижується. Була відпрацьованатехнологія одержання композиційних порошків, які містять у якості одного зкомпонентів диспергирований дисульфід молібдену. Частки твердого масла, як булоекспериментально встановлене, винні відповідати фракціям 1-6 мкм (при чистоті до98%) змішувалися з композиційним порошком легованого заліза «мокрим»способом протягом 1,5 години. Гідності цього способу виробництва композиційноїсуміші для напилювання полягає колись у більш міцному зчепленні Mos2 ізчастками основного матеріалу, а також у більш сильному змісті часток твердогозмащення в мікрорельєфі поверхні. Суміш сушили при температурі 140-160 °С до повноговидалення вологи. Розшарування основного матеріалу із твердим змащенням прицьому не спостерігалося. Приготовлені таким способом композиційні порошковісклади по режимах і методиці, описаної в другому розділі.
 
3.6 Дослідження триботехнічних характеристиккомпозиційних покрити, що містять MoS2, у нормальній атмосфері
 
Випробування на зносостійкість детонаційно-газовихпокриттів, що містять дисперговані дисульфід молібдену, проводили на установціУМТ-1 (схема контакту " торець-торець") при зміні швидкості ковзаннявід 0,1 до 1,0 м/с і навантаженню 5 мпа. Залежність інтенсивності зношуваннявід навантаження досліджували при постійній швидкості ковзання — 0,8 м/с. Длядослідження сумісності матеріалів, що в задані на грузочно — швидкісних режимахтертя забезпечують стійкий прояв структурної при торканні, детонаційно-газовіпокриття з MoS2 випробували, як в однойменних парахтертя, так і в парах з гартівними сталями 45, ХВГ, 30ХГСА й бронзою БрОЦС-6-6-3. Вплив швидкості ковзання на інтенсивність зношування, коефіцієнттертя й температуру в контактній зоні покрити, що містять тверде змащення,представлену на мал. 3.6.1.
/>
Рис. 3.6.1. Вплив швидкості ковзання на інтенсивністьзношування, коефіцієнт тертя й температуру покрити системи Fe-Мn із уведенням Mo2:1 — інтенсивністьзношування; 2 — коефіцієнт тертя; 3 — температури.
Як видне, що незважаючи на підвищення температури взоні тертя, збільшення швидкості ковзання приводить до зниження інтенсивностізношування й коефіцієнта тертя. На всьому діапазоні швидкостей ковзаннякоефіцієнт тертя перебуває в межах 0,15 — 0,06. Існують багато гіпотез, якіпояснюють низьке значення коефіцієнта тертя мастильних матеріалів і, зокрема,Mo2. У роботі [15] запропонована модель механізму мастильної дії,відповідно до якої антифрикційність твердих ламелярних речовин залежить віденергії зв'язку між площинами, характеру адсорбційної взаємодії, яка визначаєзміна поверхневої енергії. Однак виражені припущення недостатні для поясненнявсього різноманіття відомих експериментальних фактів (наприклад ефекту«аномально низького» тертя MoS2). Аналіз існуючих вистав промеханізми тертя ламелярних твердих мастильних матеріалів і данихекспериментальних досліджень дозволили затверджувати, що поверхнева енергіяплощин базису (0001) дисульфіду молібдену вкрай мала, а взаємодія між окремимишарами
S-Mo-S дуже слабке. Звідси випливає, щодисульфіду молібдену винний забезпечувати досить низькі значення коефіцієнтатертя без участі адсорбуючих атомів або молекул. Більше того, адсорбція ватмосферних умовах речовин, які вступають у взаємодію із сіркою, а тим більше затомами опозиційно розташованих шарів сірки, винна стримувати переміщення шарівдруг щодо друга. Численні експериментальні дані представляють таку точку зору.Так, відомо, що на відміну від графіту, дисульфіду молібдену володіє у вакуумівищими антифрикційними властивостями. На нашу думку, є розбіжності в описі основногомеханізму мастильної дії ламелярних матеріалів не перебувають у протиріччі, аскоріше підтверджують більшу складність розглянутого синергетичного явища. Нарис. 3.6.2 представлена залежність мікротвердості покриття від змісту MoS2. Однак, незважаючи на те, щовведення диспергованих часток MoS2 до складу покриття знижує мікротвердість, зносостійкістьйого суттєво росте. Таким чином, максимальна твердість не завжди відповідаєвисокої зносостійкості. Тому що зносостійкість у переважній більшості випадківвиявляє собою інтегральну характеристику складної взаємодії різних факторів упроцесі тертя.

/>
Рис. 3.6.2. Залежність мікротвердості покриття відзмісту MoS2.
Утвір плівки MoS2 у процесі тертя супроводжується заповненням нерівностей, завдяки чомузбільшується загальна контактна поверхня. Металографічне вивчення зовнішньоговигляду поверхні тертя показало, що при цьому формується шар мастильної плівкиMoS2, у самих тонких поверхневих шарах,які відбувається інтенсивна й спрямована пластична деформація. На далі,внаслідок комплексу скороминучих динамічних процесів контактної взаємодії, підвпливом локальних температур і лещат утворюється гетерогенна структура. Вонаскладається з м'якої плівки дисульфіду молібдену й твердих фаз складенихокислів металів, які входять до складу покриття (Cr2O3,Al2O3, Fe3O4). Таким чином, часткиокислів, втілюючись до м'якої ламелярної структури MoS2, викликають різке припинення йзапобігають їхній пластичній деформації. Що, у свою чергу, обумовлює стрімке зниженнярівня енергії трибоактивації. Мікрофотографія розподілу MoS2, знята в рентгенівських променях намікроаналізаторі «Самека» моделі МS-46, наведена на мал. 4.6. Часткитвердого масла розподіл достатній рівномірно. Стабільність здійснення ефектусамозмазування в процесі тертя досягається внаслідок поновлення шару тертямасла за рахунок Mos2, який вході до складу матеріалу покриття. Дослідженняпоказали, що локалізація пластичної деформації в процесі тертя йде в самихтонких поверхневих шарах плівок і виявляє собою структури на зразок«луска» з товщиною 2-5 мкм. Відповідно до принципів термодинаміки,взаємодії під час тертя йдуть у мінімальних обсягах, у цьому випадку — тонкихплівках зі структурою типу «луска», які здатні до свого руйнуванняпоглинати максимальну енергію. Рис. 3.25. Мікро рентгеноструктурний аналізпокриття в рентгенівському характеристичному випромінюванні Mos2Kб (x650).Стан, характер і властивості робочого шару, який виникає безпосередньо впроцесі тертя, обумовлюється процесами диспергировання, механіко-хімічногонасичення частинами окислів, інтерметалідів, їх змішумання з матеріаламитвердого масла й утвором нових фаз, з характеристиками й структурою, якааналогічна зміцненим-дисперсно-укріпленим матеріалам. Таким чином, у період постійногопроцесу механіко-хімічного тертя, який характеризується мінімальнимикоефіцієнтами тертя й зносу. Поверхневий шар, який розділяє трибоповерхню,складається із дрібнодисперсної суміші окислів металів, інтерметалідів розподіленихтонкому шару твердого масла.
У роботах є спроба альтернативного пояснення механізмумастильної дії ламелярних твердих масел, у якій зниження коефіцієнта тертя зізбільшенням навантаження пояснюється тим, що підвищення навантаження полегшуєумови для найбільш сприятливої орієнтації часток MoS2. Дана залежність, обумовлена силамиміжмолекулярної взаємодії: збільшення навантаження тягне зближення молекул MoS2, що веде до росту сил відштовхуванняй, як наслідок цього, до зниження опору при зрушенні. У дослідженні навпаки,констатується, що при підвищенні навантаження коефіцієнт тертя по твердійплівці MoS2 небагато збільшується. Більша працездатністьвивчаємих композиційних покриттів з MoS2, досягається завдяки зменшенню рівня структурної активаціїповерхневих шарів, внаслідок регуляції властивостей у вторинних структур, щообладнаною затримкою знаходження кисню до поверхні, яка пластично деформується,високим ступенем орієнтації часток дисульфіду молібдену в процесі тертя. Атакож, особливістю структури покриттів і, як наслідок, високої локалізаціїпластичної деформації в надтонких шарах твердого масла. На мал. 3.27 наведенаелектронна світлина вторинної структури на покритті з легованого заліза з MoS2. Вторинна структура гетерогенна,характер розподілу дисперсних включень сорочечний і має орієнтацію в напрямкувектора швидкості ковзання. Ця обставина є підтвердженням того, що приформуванні вторинних структур вирішальну роль відіграють процеси структурноїактивації. По своїй будові дана структура близька до структури дисперсно-зміцненогокомпозиційного матеріалу. Як відомо, такі матеріали мають унікальне з'єднаннявисокої пластичності, міцності й мають високу стабільність характеристик вумовах експлуатації.
Таким чином, введення диспергованого дисульфідумолібдену до складу композиційного покриття з легованого заліза забезпечуєефективне змащення поверхонь у контакті. На трибоповерхнях утворюється захиснаплівка на основі MoS2, які в процесі тертяпостійно відновляється й обновляється. Наявність поділяючий плівки твердогомасла забезпечує мінімізацію триботехнічних параметрів і належний рівеньантифрикційних характеристик покриттів, які досліджувалися.
3.7 Оцінка рівня залишкових напруг уповерхневих шарах досліджуваних покрити
 
Покрити який формуються при детонаційно-газовому напиленнімають складну геометрію структурних складових і насичені неоднорідністю. Упроцесі напилення виникають термічні й структурні напруги, які створюють певнийстан покриття. Тобто такі покриття відрізняються від компактних матеріалів дужескладною геометрією структурних складових. Напилення викликає виникнення цілогоряду неоднорідностей, таких як внутрішні границя п'яти типів, порушеннястехіомерії складу, фазові розбіжності багатьох часток. Крім того, має місцедеформація часток, яка супроводжується дробленням периферійних зон. При цьомукількість структурних дефектів, їх загальний вплив на характеристики залежитьголовним чином від фізико-хімічних властивостей порошкових матеріалів і умовнанесення покрити, а визначальної стає залежність міцності й пластичності відтовщини покриття. Тому що процеси детонаційно-газового напиленняхарактеризуються широким діапазоном швидкостей охолодження послідовних потоківчасток, які формують покриття. Швидкість охолодження перших шарів, якіосаджуються, — 106-108°С шари, що випливають, осаджуються на розігріті до200-350 С напилюванні поверхні й прохолоджуються з меншою швидкістю.Температурні градіенти викликають термічні напруги, що з одного боку,з'єднуються з навантаженнями, які викликані розбіжностям коефіцієнтівтермічного розширення, а, з іншого боку, виникненням навантаження, щообумовлені структурними перетвореннями, зміною питомих обсягів фаз приполіморфних переходах, дифузією й хімічними реакціями. Крім того, швидкістьохолодження також є однією із причин структурної неоднорідності й появидефектів. Таким чином, поверхневе руйнування покрити може відбуватися підвпливом не тільки напруга, що виникають у процесі пружно-пластичний деформаціїпри терті, але й залишкових напруг, що виникають у покриттях у процесі йогоформування. У цілому можна допустити, що напилення покрить з'єднане зреалізацією певного напруженого стану, який обумовлює експлуатаційні можливостівсієї системи тертя. Як показує аналіз умов роботи деталей машин з покриттями,втрата працездатності відбувається в основному не від несумісності системипокриття — навколишнього середовища — покриття, а завдяки руйнуванню покриття,за розрахунків утвір поверхневих тріщин. При дослідженнях покрити на відриввеличина й розподіл залишкових напруг значною мірою впливають на зниженняміцності зчеплення, а характер руйнування є функцією властивостейдосліджуваного покриття.
 
3.8 Величина й рівень технологічнихзалишкових напруг і їх вплив на зносостійкість напилених покриттів
 
Рівень залишкових напруг є в багатьох випадкахважливим параметром, який визначає якість детонаційно-газових покрить. Так, придослідженні на відрив наявність цих напруг значно впливає на зниженні міцностізчеплення. Визначення міцності зчеплення покрити, як відзначалося, робили за допомогоюспеціальних зразків, які складаються із втулки й штифта. Після попередньоїпідготовки поверхні (піскоструминної обробки й знежирення) напиляють покриття.Потім звільняють фіксуючий гвинт і відриваються штифт від покриття. Знаючи силувідриву й площа торця штифта, визначають міцність зчеплення (рис. 3.8.1). Уякості — підбивки була використана сталь 45.
/>
Рис. 3.8.1. Залежність міцності зчеплення від товщининапилюваного покриття.
Збільшення товщини покриття до 0,18 — 0,20 мм веде монотонного збільшенню зусилля, яке необхідне для відриву штифта, і після досягненнявеличини 100 мПа наступне наростання товщини супроводжується зменшеннямміцності зчеплення. Причини, які приводять до наявності максимуму на кривійбсц=f(д), на наш погляд, обумовлюються тим, що в області малих товщин маємісце, переважно, когезійне руйнування. Таким чином, значення, отримані приіспитах, у певної мерові відбивають не міцність зчеплення, а міцність самогопокриття, підтверджуючи тим самим, що при детонаційному напиленні ступіньвзаємодії близький до одиниці. Мала товщина напиляного шару (0,1 мм) викликає прорив покриття, при збільшенні товщини міцність зчеплення небагато росте, алезалишається незначної й при іспитах має місце деформація напиляного шару надштифтом, його прогин і розтріскування. У результаті росту товщини покриттявідбувається придушення цих явищ, яке виражається в збільшенні фіксуємої приіспитах міцності. У той же час збільшення товщини покриття супроводжуєтьсянаростанням внутрішніх напружень у системі покриття — основа, результатом чогоє зниження міцності зчеплення. І руйнування при цьому, як правило, носитьадгезійний характер. Таким чином, працездатність і довговічність детонаційнихпокрити залежить від величини й характеру розподілу залишкових напруг. Високізначення залишкових напруг є причиною появи або мікротріщин відшаруванняпокрити. Однак, незважаючи на формальну ясність основних фізичних процесів, яківикликають залишкові напруги в напилюваних покриттях, тепер, хоча й існуєвідносно велика кількість різних залежностей, які дозволяють розрахуватизалишкові напруги, застосовувати їх повною мірою неможливо через безлічдопущень, які вводяться, наслідком яких є неточність обчислень. Унауково-дослідних роботах, присвячених характеристикам детонаційних покрити,дуже обмежені зведення про технологічні залишкові напруги, що розкриваютьякісні залежності зносостійкості, відсутні дані про вплив термічної обробки наїхні величини й розподілу. Структуроутворення при формуванні детонаційнихпокрити підкоряється загальним закономірностям, характерним для напилюємихпокрить.Одним з методів вивчення, які зарекомендували себе, технологічнихзалишкових напруг є методом Н. Н. Давиденкова, що дозволяє визначати характеррозподілу, глибину залягання й величину залишкових напруг у досліджуванихпокриттях. Метод Н. Н. Давиденкова дозволяє визначити характер розподілузалишкових напруг, їх величину й глибину залягання за допомогою приладу, щодозволяє записувати зміни стріли прогину зразка в процесі невпинногопідбурювання напиляного шару. Зняття шарів матеріалу здійснювалося за допомогоюелектролітичного травлення, склад, концентрація й режим підбиралися так, щобшвидкість травлення становила 3-5 мкм/хв, при цьому напруга на електродахвідповідало 10 В, щільність струму — 15 А/дм2, а температура електроліту 25 °С.Склад електроліту — 850 див3 фосфорної кислоти (питома вага 1,56), 150 див3 — сірчанікислоти (питома вага 1,89) і 50 м хромового ангідриду. Поверхні зразка, які неповинні піддаватися травленню, захищалися сумішшю парафіну й каніфолі (2:1).Невпинний запис прогину здійснювався за допомогою індуктивного датчика йпередавалася на самопис БВ-662, де фіксувалася залежність прогину від часу.Наконечник датчика опирався на корундову пластину — опору діаметром 4 мм і товщиною 1,5 мм Досліджувані залишкові напруги значно змінюються в межах поверхневих шарів. Уцьому випадку для одержання належної точності потрібно послідовне видаленнядуже тонких шарів. Ініційоване цим видаленням перерозподіл напруг викликаєпереміщення, яке можна замірити, а потім обчислити залишкові напруги в питомійчастині. Дуже важливим є також точне обчислення величин. Зразки для визначеннязалишкових напруг мали форму пластин з розмірами: товщина — 2-3 мм, ширина 10-12 і довжина 50-60 мм У дослідженнях визначалися напруги 1 роду — макронапруги, яківиникають у детонаційних покриттях у результаті взаємодії різних технологічнихфакторів при його формуванні. При детонаційно-газовому напиленні покрити, щорухаються з великою швидкістю частки, нагріті до високої температури,послідовно нашаровуються після кожного пострілу спочатку на поверхню основи,потім на вже нанесені частки, що значно остигають. У процесі напилюваннязначного підвищення температури не відбувається, що тому прохолоджуються післяудару частки стискуються більше, ніж метал основи, у результаті цього принормальній температурі в напиляному гетерогенному шарі покриття виникають технологічнізалишкові напруги, що залежно від ряду факторів можуть бути що розтягують, щостискають або ж змінними за знаком.

3.9 Розподіл технологічних залишковихнапруг по товщині детонаційних покрити
 
У результаті досліджень були визначені йпроаналізовані розподіли залишкових напруг по товщині композиційних покрити наоснові нікелю й заліза. Відповідно до методики іспитів для побудови однієїкривій розподілу напруг по глибині покриття було досліджено по трьом зразка,тому що розкид даних усередині однієї партії в значній мірі залежить віднапляємих матеріалів. Найменший розкид при іспитах мали зразки з композиційнимпокриттям на основі карбідів, а найбільший розкид усередині партії відповідавпокриттям на основі нікелю й заліза. Природно допустити, що менший розкиднапруг усередині партії покрити на основі карбідів обумовлений протіканням активнихдифузійних процесів у цій композиції, яка підтверджується результатамиструктурних і фазових досліджень. Відповідно для композицій на основі нікелю йзаліза навпаки, їхні матеріали найбільш чутливі до технологічних параметрівдетонаційно-газовому напилюванню. Для детонаційних покрити на основі заліза йнікелю залежність залишкових напруг характеризується високими значеннями, якірозтягують, у результаті утвору нових структурних фаз, які відрізняютьсяпитомими обсягами, що й приводить до виникнення напруженого стану областей,зайнятих знову утворювалися й пов'язаними з ними фазами. Напруги, що виникаютьу результаті зміни обсягів фаз, градієнтів концентрації елемента, якийдифундує, можуть також досягати — величин, при яких з'являються пластичні або деформаціїтріщини. Необхідно підкреслити, що в більшості випадків експлуатації вартопрагнути до напруг стиску в покриттях як найбільш безпечним. На рис. 3.9.1представлені графіки розподілу залишкових напруг покрити на основі заліза.Максимум залишкових напруг небагато зміщений від поверхні усередину покриття.Зі збільшенням товщини покриття величина залишкових напруг росте. Зізбільшенням глибини залягання залишкових напруг їх величини зменшуються.
/>
Рис. 3.9.1. Розподіл залишкових напруг у покриттях наоснові заліза залежно від товщини:
1 — 100 мкм; 2 — 200 мкм; 3 — 300 мкм.
Зразки, напилені композиційним порошком на основінікелю, також досліджувалися залежно від товщини покрити, що становила 200,300, 400 і 500 мкм. Іспиту цієї партії зразків показало, що в зразках при всій товщиніпокрити спостерігається залишкова напруга, що розтягують.
Як випливає з графіків характеру розподілу залишковихнапруг, максимум залишкових напруг перебуває на деякій відстані (40-80 мкм) відповерхні. Зі збільшенням глибини їх залягання, після максимуму, різко падає.Поблизу основи зразка величина напруг сходить на немає. Глибина залягання, восновному, відповідає товщині покриття.
Таким чином, величина залишкових напруг значно ростепри збільшенні товщини напилюваних покрить.
 
3.9.1 Вплив термічної обробки навеличину й розподіл залишкових напруг у покриттях
Однієї з найбільш доступних і ефективних в умовахвиробництва технологічних операцій для зняття залишкових напруг є термічнаобробка — відпалу, у результаті якого змінюються величина й характер розподілузалишкових напруг, Зміна в розподілі тем помітніше, чим вище температуравідпалу. Відпал досліджуваної партії зразків проводився при температурах 300, 400і 600 оC.
Характер розподілу залишкових напруг після відпалу притемпературі 300 оC представлений на малюнку. Величина напруг помітнозменшилася, особливо різко зменшуються напруги в покриттях більших товщин. Крімтого, у покриттях малих товщин зі збільшенням глибини залягання залишковінапруги, що розтягують, переходять у стискаючі. Глибина залягання залишковихнапруг також в основному відповідає товщині покриття.
Характер розподілу залишкових напруг після відпалу притемпературі 400 оC змінюється ще більше (малий.5.6). У цьому випадкувеличина напруг продовжує зменшуватися й при товщинах покрить менш 0,5 мм вони переходять у стискаючі. Величина стискаючих напруг тим більше, чим менше товщинапокриття. Зі збільшенням глибини залягання величини напруг зменшуються йпоблизу поверхні сходять на немає.
/>
Рис. 3.9.1.2. Розподіл напруг після отжига (400 оС).Товщина: 1-200 мкм; 2-300 мкм; 3-400 мкм; 4-500 мкм.
Підвищення температури отжига до 600 ºС приводитьдо наступного перерозподілу залишкових напруг у бік зменшення їх абсолютноївеличини. Це презентовано на рис. 3.9.1.3. Зменшилися залишкові напруги, щорозтягують, при більших товщинах, зменшилися майже вдвічі стискаючі напруги.Таким чином, при цій температурі відпалу величина напруг у порівнянні з невідпаленими зразками набагато нижче.

 />
Рис. 3.9.1.3. Розподіл напруга після отжига (6ОО? С).Товщина: 1-200 мкм; 2-300 мкм; 3-400 мкм; 4-500 мкм.
Знак залишкових напруга багато в чому залежить відз'єднання коефіцієнтів термічного розширення матеріалів основи й покриття[206]. Коли коефіцієнт термічного розширення напилюваного матеріалу рівняєтьсяабо більше коефіцієнта термічного розширення основи, у напиленому покриттівиникають залишкові напруги, що розтягують. В інших випадках можуть виникатистискаючі залишкові напруги. При напилюванні покриття на основі заліза зразок звуглецевої конструкційної сталі 45 різниця в коефіцієнтах термічного розширеннянезначно. Ніж тонше шар покриття, тем менше різниця в прилягаючих шарахпокриття й основи. Отже, зі збільшенням товщини напилюваного шару буде, восновному, виявлятися різниця в коефіцієнтах термічного розширення в розмірахнагрітих і охолоджених часток і у вже напилюваних шарах, що значно остигають.Тому зі збільшенням товщини покриття залишкові напруги ростуть. Це погодиться зрозподілом залишкових напруг. Термічна обробка зразків при різних температурахприводить до перерозподілу залишкових напруг. Зі збільшенням температуривідпалу характер розподілу залишкових напруг змінюється. Спостерігаєтьсяпомітне зменшення залишкових напруг спочатку в більш товстих покриттях, а потімі в більш тонких покриттях, коли напруги із що розтягують переходять устискаючі. Як відомо, будучи важливою характеристикою стану поверхневих шарівдеталей машин, внутрішні напруження розтягування знижують тимчасовий опір, анапруги стиску можуть збільшувати втомну міцність, аналогічне явище внутрішнінапруження роблять на границю витривалості. Таким чином, на підставі проведенихіспитів можна зробити висновок про те, що в поверхневих шарах, підданихзміцненню шляхом детонаційно-газового напилення, виникають залишкові напруги,що по своїй абсолютній величині не небезпечні для поверхневого шару з погляду йогоцілісності і якості. Оптимальна товщина напилюваних детонаційних покрить,відповідає максимальної зносостійкості, становить 180-250 мкм.
При збільшенні товщини напилюваних покрить ростузалишкових напруг можна значно знизити шляхом термічної обробки, у процесі якоїнапруги, що розтягують, переходять у стискаючих, що позитивно відбивається наексплуатаційний характеристиках покрити.

Розділ 4. Охорона праці
 
4.1 Небезпечні й шкідливі виробничіфактори під час напилення композиційних матеріалів
 
Процес напилення матеріалів супроводжується такимивиробничими факторами як:
а) Фізичні:
— рухомі частини виробничого обладнання;
— рухомі вироби, заготовки, матеріали;
— підвищений рівень шуму на робочому місці;
— гострі кромки, задирки і шорсткість на поверхнях заготовок,інструментів та обладнання.
б) Хімічні:
утворення токсичного пилу.
При використанні технології напилення композиційнихматеріалів мають місце такі виробничі фактори, що можуть привести до отриманнятравм через необережність та недостатню освітленість робочого місця. Рівеньшуму від приладу напилення композиційних матеріалів не перевищує граничнодопустимого рівня шумового забруднення, але, через наявність детонаційноговибуху в умовах виробництва, рівень шуму на робочому місці складає 90 дБ.Рівень шуму є досить високим для створення дискомфортних умов праці та можепризвести до втрати слуху. Шум є постійним фактором, якого не можна уникнути.
Утворення пилу, при напилення композиційнихматеріалів, що в своєму складі мають токсичні складові (малонебезпечні тапомірнонебезпечні) є постійним фактором. Наявність шкідливих речовин в повітріробочої зони при наявності справної вентиляції не перевищує норми.

4.2 Технічні й організаційні заходищодо зменшення рівня впливу небезпечних і шкідливих виробничих факторів прироботі з підвищення зносостійкості деталей
 
Для уникнення травматизму приміщення та обладнанняповинно триматися в чистоті і порядку, не допускаючи нічого зайвого, що заважаєна робочому місці, а також в проходах і проїздах цеху де розміщене обладнання.Деталі та заготовки слід тримати в стійкому положенні на підкладках і стелажах,висота штабелів не повинна перевищувати півтори ширини чи півтора діаметрапідставки штабеля і у всіх випадках не повинна бути більше 1 м. Також необхідним є дотримання обережності та уваги при роботі з приладом напилення композиційнихматеріалів, що встановлений на токарному станку. Освітлення робочого місцяповинно бути справним. При використанні люмінесцентних ламп для освітленняприміщення, частини обладнання, що обертаються повинні бути підсвічені лампамирозжарювання.
Для уникнення ураження електричним струмом при роботіта проведені профілактичних операцій на устаткуванні електроіскрового легуваннянеобхідно застосовувати гумові рукавички та килимки. Використання заземлення тазанулення установки напилення композиційних матеріалів є обов’язковим дляунеможливлення отримання електротравм.
Наявність суттєвого шумового забруднення привиробництві з використанням технології напилення композиційних матеріаліввимагає використання робочим персоналом шумозахисних навушників, шумозахиснихекранів та за можливості обмежити час перебування персоналу в робочій зоні зарахунок використання автоматизованих виробничих ліній.
При напиленні композиційних матеріалів в повітряробочої зони виділяється аерозолі та пари таких шкідливих речовин як оксидиалюмінію, титану, нікелю, міді, цинку та інших речовин, що відносяться домалонебезпечних та помірнонебезпечних речових. Концентрація цих речовин однонаправленої дії при їх одночасній наявності в повітрі робочої зони неповиннаперевищувати ГДК. Сума відношення вмісту кожного з них та їх ГДК неповиннаперевищувати одиниці. Так як наявна система вентиляції виробничого приміщеннясприяє дотримання цих вимог, додаткові заходи для безпеки робочого персоналунепотрібні.
4.2.1 Розрахунки зануленняелектроустановок
Під час роботи з підвищення зносостійкості деталей усіустановки живляться від електричної напруги, а отже персонал, який працює біляустановок можуть одержати електротравми зокрема — безпосереднє доторкання дострумопровідних частин електроустановок під напругою. Таке доторкання можевідбутися при несправності пристроїв, які обгороджують, при помилкових діяхперсоналу, якщо роботи виконуються поблизу або безпосередньо на струмопровіднихчастинах, які перебувають під напругою, а також з появою напруги (у результатіпомилкової подачі) на колись відключених електроустановках і ділянках мережі.
Адже буде доцільно в даній роботі усунути небезпекупоразки людей електричним струмом при пробої на корпус попередньо зробивширозрахунки занулення установок. Мета занулення — усунення небезпеки ураженнялюдей електричним струмом при пробої на корпусі. Вона реалізується автоматичнимвідключенням установки від мережі. Монтаж заземлювальних обладнань нейтраловівиконується за ГОСТ 12.1.030-81.
У схемі за нульовий обов'язково може бути нульовепроводу, заземлення нейтралові, вторинне заземлення нульового проводу. Нульовийпровід повинен робити для струму короткого замикання коло з маленьким опоромдля спрацьовування захисту. Він повинен мати провідність не менш, ніж 0,5провідності фазного проводу.
Вихідні дані для розрахунків занулення:
Потужність припусків:

/> (4.2.1.4)
де />
Обираємо трансформатор потужністю 250 кВт, тому щовін допускає перевантаження до 30%.
для трансформатора Р=250 кВт, Zт=0,312
Пусковий струм двигуна
/> Стандартний діаметр нульовогопроведення рівняється 18 мм. Тоді щільність струму
 /> (4.2.1.5)
З табл. 2.63 [10] визначаємо:
Активний опір мідного кабелю:
/>
Індуктивний опір:
/> 
Активний опір фазного проводу:
 /> (4.2.1.6)
де /> - довжина нульового проводу.
Індуктивний опір фазного проводу:
 /> (4.2.1.7)

Індуктивний опір нульового проводу:
 /> (4.2.1.8)
де /> 
Зовнішній індуктивний опір кола «фаза-нуль»при загальній довжині кола 0,15км: />
Повний опір:
 /> (4.2.1.9)
/> 
Струм короткого замикання:
 /> (4.2.1.10)
Перевірка умов надійного захисту
/> 
/> в 3,2 раз більше чому /> й тому при к.з. запобіжникзгорить і виключить ушкоджену фазу.
З номінального струму обираємо запобіжник ПН-2-250 зномінальним струмом 250 А. 4.3. Забезпечення пожежної й вибухової безпекипід час зміцнення деталей При технологічному процесі зміцнення деталейосновними джерелами пожежі або вибуху відповідно ГОСТ 12.1.010-76 можуть бути:
— гарячі деталі, які зміцнюємо лазером абонапилюванням. Профілактикою пожеж і вибухів у цьому випадку є посиленийконтроль над своєчасним охолодженням деталей і станом температури поверхні,тобто контроль над дотриманням правил роботи з установками й пожежної безпеки;
— перенавантаження (перегрів) електричних засобів(неправильний вибір перетинання проводів електромереж і добірелектроустаткування, електродвигунів і світильників, несправність велектромережі, електроустаткуванні, відсутність або несправність заземлення) щовикличе нагрівання струмопровідних частин, загоряння їх ізоляції й у результатізапалення різних горючих матеріалів, які зустрічаються з ними; неякісневиконання з'єднань електричної проводки; перевантаження різних електричнихобладнань (електродвигуни, генератори, трансформатори, реле, розподільніобладнання й т.п.), що приводить до їхнього нагрівання, і так, до можливогозагоряння; несправне охолодження електроприладів, неправильне його включення;коротке замикання, іскріння на колекторі або кільцях електродвигуна йгенераторів, також в обладнаннях включення й вимикання; надмірний зноспідшипників електромашин, у результаті чого може відбутися або перегрівпідшипників, або заклинювання їх, а потім загоряння. Різні попереджувальніобладнання (плавкі запобіжники, реле, захисні автомати й ін.) при правильномудоборі до даної електричної схеми здатні запобігти загорянню електроприладів увипадку перевантажень і короткого замикання. Виключити ці причини також можна,підсиливши контроль над суворим дотриманням правил будови електроустановок примонтажі електроустаткування й правильної їх експлуатації;
— підвищений рівень статичної напруги, яка виникає відпід час тертя поверхонь оброблюваних деталей і обіг складових частин оснащенняй може виникнути іскровий розряд. Як уже було сказано вище, дуже ефективноюпрофілактикою статичної напруги, а особливо для пожежної й вибуховоїпрофілактики є заземлення токарного верстата;
— іскри під час загартування лазером чи принапилюванні поверхні деталей, які можуть при цьому бути прямим джерелом пожежіабо вибуху. Використання захисних екранів, недопущення протікання оливи вможливих місцях виникнення іскор і бажане застосування як охолодні рідини негорючих рідин; — необережне поводження з вогнем (паління й застосуваннявідкритого вогню в заборонених місцях, залишення без відходуелектронагрівальних приладів). Для усунення цих причин необхідно підвищувативиробничу дисципліну, установити суворий протипожежний режим.
Приміщення й устаткування повинні постійноутримуватися в чистоті й систематично очищатися від горючого сміття, відходіввиробництва. У приміщеннях на видних місцях повинні бути встановлені табличкиіз вказівкою порядку виклику пожежної охорони, знаки місць розміщення первиннихзасобів пожежогасіння. Також повинні бути розроблені й вивішені на виднихмісцях плани (схеми) евакуації людей на випадок пожежі. Протипожежні системи,установки, устаткування приміщень (протидимовий захист, пожежна автоматика,протипожежне водопостачання, протипожежні двері, клапани, інші захисніобладнання в протипожежних стінах і перекриттях і т.п.) повинні постійноутримуватися в справному робочому стані.

Розділ 5. Охорона навколишнього середовища
 
5.1 Загальні загрози екологічноїбезпеки
Джерела забруднення навколишнього середовища та їхвплив на довкілля Виробнича діяльність людства має наслідком не тількивиробництво певних благ і послуг, а й виникнення відходів, що супроводжують яквиробництво, так і життєдіяльність людини. Забруднення атмосфери є одним ізбагатьох факторів, що впливають на довкілля. Забруднення атмосферного повітря спричиненеприродними — можна поділити на два типи:
1) природне;
2) антропогенне – спричинене викидами різноманітнихзабруднюючих речовин у процесі діяльності людини. Антропогенне забруднення замасштабами і впливом на навколишнє середовище та живих істот постійно зростає іна сьогодні суттєво перевищує природне забруднення. Існують три основні штучніджерела забруднення атмосфери:
1) викиди промисловості, що містять окис вуглецю(спалювання твердих відходів, вихлопні гази автомобілів, викиди підприємств);сірководень, сірковуглець (виготовлення штучного волокна, цукру, нафтопереробнізаводи); сірковий ангідрид (хімічні підприємства, кольорова та чорнаметалургія, ТЕЦ); високотоксичні фтористі сполуки (сталеплавильні, алюмінієвізаводи, виробництво скла, фосфорних добрив);
2) аерозольне забруднення (вугільні ТЕЦ, цементні таметалургійні заводи, транспорт), за певних погодних умов утворюєтьсяфотохімічний смог; 3) радіоактивне забруднення. Різноманітні впливи людини надовкілля можна об’єднати за суттю та змінами в біосфері:
1) зміни хімічного складу біосфери, кругообігуосновних поживних хімічних елементів для флори і, як наслідок – балансуречовин, що її утворюють. Вони передусім пов’язані з видобутком кориснихкопалин, що спричиняє значну кількість відвалів та зростання кількості викидівзабруднюючих речовин в атмосферне повітря, ґрунт, водні об’єкти тощо;
2) зміна структури земної поверхні –стаціально-деструктивне забруднення біосфери планети. Так, неконтрольоване (умасштабах планети) вирубування лісів, розорювання степів, будівництво штучнихозер та водосховищ негативно вплинули на режим поверхневих і ґрунтових вод. Доцього переліку можна додати будівництво шляхів, урбанізацію загалом, ерозіюґрунтів, лісові та степові пожежі тощо; пов’язане з порушенням балансу
3) біоценотичне забруднення біосфери різних популяційунаслідок або нерегульованого вилову, відстрілу тварин, знищення рідкіснихвидів рослин, або цілеспрямованим чи ненавмисним інтродукуванням нових видів іформ живих об’єктів;
4) зміни енергетичного, у тому числі теплового,балансу окремих регіонів земної кулі і всієї планети. Зокрема, шумове,світлове, радіаційне та електромагнітне забруднення.
 
5.2 Нормативно-правова базарегулювання екологічної безпеки
Стан нормативно-методичної бази в галузі охоронидовкілля є одним з важливих елементів механізму регулювання взаємовідносинсуспільства з довкіллям.
Нормативно-методична база охорони довкілля, зокрема,включає екологічні стандарти та керівні нормативні документи Міністерстваекології та природних ресурсів.
В останні роки була приділена значна увага розробцінормативних документів, що мають забезпечувати юридичну силу результатіввимірювань аналітичних підрозділів.
Так, Міністерством було затверджено розробленіТехнічним комітетом зі стандартизації «Охорона навколишнього природногосередовища та раціональне використання ресурсів України» та науковими закладамитакі керівні нормативні документи (КНД):
-КНД 211.2.4.053-97 «Метрологічне забезпечення. Методивизначення складу та властивостей атмосферного повітря та викидів у нього.Загальні вимоги до розробки»;
•КНД 211.1,4.054-97 «Методика визначення гостроїтоксичності води на ракоподібних»;
•КНД 211.1.4.055-97 «Методика визначення гостроїлетальної токсичності води на ракоподібних»;
•КНД 211.1.4.056-97 «Методика визначення хронічноїтоксичності води на ракоподібних»;
•КНД 211.1.4.057-97 «Методика визначення гостроїлетальної токсичності води на рибах»;
•КНД 211.1.4.058-97 «Методика визначення гостроїтоксичності води на водоростях»;
•КНД 211.1.4.059-97 «Методика визначення токсичностіводи на інфузоріях»;
•КНД 211.1.4.060-97 «Методика визначення токсичностіводи на бактеріях»;
•КНД 211.0.0.061-97 «Метрологічне забезпечення. Оцінкастану вимірювань у галузі охорони навколишнього природного середовища тараціонального використання природних ресурсів»;
•КНД 211.2.4.062-97 «Метрологічне забезпечення.Внутрішній та зовнішній контроль якості вимірювань складу і властивостей пробвикидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря».
Екологічну паспортизацію було запроваджено з метоюоздоровлення екологічної ситуації. Згідно з ГОСТ 17.0.0.04-90 «Екологічнийпаспорт промислового підприємства» метою екологічної паспортизації є:
— встановлення кількісних та якісних характеристикприродокористування (сировини, палива, енергії), а також кількісних та якісниххарактеристик забруднення природного середовища викидами, стоками, відходами,випромінюваннями;
— отримання питомих показників природокористування тазабруднення довкілля підприємством, котрі дозволяють аналізувативикористовувані підприємством технології та обладнання порівняно з кращимивітчизняними і зарубіжними взірцями, а також відомості про шкоду, що завдаєтьсяпідприємством.
За результатами екологічної паспортизації підприємствоцінюють вплив викидів, відходів забруднюючих речовин на навколишнє середовищета здоров'я населення, а також визначають плату за природокористування та платуза забруднення довкілля; встановлюють підприємству гранично допустимі нормивикидів, скидів, відходів забруднюючих речовин, планують природоохоронні заходита оцінюють їхню ефективність; здійснюють експертизу проектів реконструкціїпідприємств; контролюють та оцінюють рівень дотримання підприємствамизаконодавства, норм та правил в галузі охорони природи; реалізують заходи щодопідвищення ефективності використання природних ресурсів, енергії та вториннихресурсів.
При проектуванні нових підприємств або приреконструкції існуючих екологічний паспорт складає проектна організація.Екологічний паспорт погоджують з місцевими органами охорони природи та йоговідділами (охорони атмосферного повітря, водних ресурсів, земельних ресурсів,рослинного та тваринного світу).
Паспорт затверджує керівник підприємства, котрийвідповідає за його оформлення та достовірність даних, що містяться в ньому.Процес екологічної паспортизації неперервний. Вона проводиться періодично забудь-яких змін технології, під час реконструкції підприємств та при освоєннінової продукції.
При складанні екологічного паспорта використовуютьосновні показники виробництва, результати інвентаризації викидів забруднюючихречовин в атмосферу, норми гранично допустимих або тимчасово погодженихвикидів, дозвіл на природокористування, результати інвентаризації стоків, нормигранично допустимих або тимчасово погоджених стоків, паспорт газоочисногообладнання, паспорт водоочисного обладнання, класифікатори галузей,підприємств, статистичні звітні документи (звіти про охорону атмосферногоповітря, про використання води, звіт про рекультивацію земель, зняття тавикористання природоохоронного шару землі, відомість інвентаризації токсичнихпромислових викидів, що підлягають використанню, знезараженню та захороненню,про утворення, використання вторинної сировини, про виконання плану перевезенняабо виробництва продукції, про поточні видатки на охорону та раціональневикористання природних ресурсів; журнали обліку роботи котелень, газоочисногота водоочисного обладнання тощо), стандарти в галузі охорони природи іполіпшення використання природних ресурсів та інші нормативно-технічнідокументи.
Структура та зміст екологічного паспорта: титульнийлист; загальні відомості про підприємство та його реквізити; короткіприродно-кліматичні характеристики району розташування підприємства, опистехнології виробництва, відомості про продукцію; балансова схема матеріальнихпотоків; відомості про використання матеріальних та енергетичних ресурсів,викиди в атмосферу, водоспоживання та водовід ведення, відходи; відомості прорекультивацію порушених земель; про транспорт підприємства; проеколого-економічну діяльність підприємства.
Розробка екологічного паспорта на підприємствіскладається з таких етапів:
— призначення робочої групи та видання наказу проскладання екологічного паспорта;
— розробка плану роботи групи та розподіл функцій міжвиконавцями і лінійними підрозділами з його складання;
— збирання нормативно-технічної та звітноїдокументації;
— розробка балансової схеми виробництва, кількісний таякісний аналіз матеріальних потоків, визначення джерел забруднення природногосередовища;
— проведення інвентаризації викидів, встановлення ГДВабо ТПВ;
— інвентаризація водокористування та водовідведення, атакож визначення ГДС або ТПС;
— інвентаризація природокористування та визначеннякількісних показників сировини, матеріалів, енергії за видами продукції тапитомих показників на одиницю продукції, що випускається;
— інвентаризація відходів та визначення кількіснихпоказників відходів за видами продукції і питомих показників на одиницюпродукції, що випускається;
— інвентаризація використовуваних земельних ресурсівта обсягів рекультивації земель;
— заповнення форм екологічного паспорта. Екологічнапаспортизація передбачає:
— складання карти-схеми підприємства з нанесенням нанеї джерел забруднення атмосфери, поверхневих вод, місць складування відходів,водозабирачів, меж санітарно-захисної зони, транспортних магістралей, зонвідпочинку, пам'ятників архітектури, постів спостереження за забрудненняматмосферного повітря та скидів стічних вод;
— отримання в органах охорони природи метеорологічниххарактеристик та коефіцієнтів розсіювання забруднюючих речовин в атмосферіміста (коефіцієнта стратифікації речовин в атмосфері, коефіцієнта рельєфумісцевості, температури зовнішнього повітря, рози вітрів, швидкості вітру);
— отримання в органах Держгідромету або в місцевихорганах охорони природи характеристик стану навколишнього середовища зафоновими концентраціями забруднюючих речовин;
— отримання у водоканалі або в місцевих органахохорони природи характеристик водокористування за якістю води та приймачівстічних вод;
— складання короткої характеристики виробництва з розробкоюбалансових схем матеріальних потоків з вказівкою на види вихідної сировини тапроміжних продуктів (наводяться всі джерела виділення забруднень і точкиїхнього контролю);
— визначення даних щодо використання земельнихресурсів за результатами інвентаризації або статистичної звітності.Характеристики використання землі визначають окремо (будівлі та споруди,допоміжні виробництва, адміністративно-побутові приміщення і майданчики,сховища, звалища, накопичувачі стічних вод, озеленення, санітарно-захисні зонита інші потреби);
— визначення загальної та питомої витрати сировини ідопоміжних матеріальних ресурсів на кожний вид продукції на основі балансовихсхем матеріальних потоків та статистичних звітів;
— складання відомостей за загальною та питомою витратоюенергоресурсів на кожний вид продукції за даними статистичних звітів абоінвентаризації.
До екологічного паспорта додають розрахунок ГДВ абоТПВ, в котрому наводять характеристики, отримані за результатами інвентаризаціїта розрахунків викидів в атмосферу. Організованим джерелам забрудненняатмосфери присвоюють номери від 0001 до 5999, а неорганізованим джерелам — від6001 до 9999, забруднюючим речовинам присвоюють коди.
Характеристики водоспоживання, водовідведення таочищення стічних вод на підприємстві визначають за даними інвентаризації,розрахунків ГДС або ТПС, статистичних звітів. До таблиць додають балансовісхеми водоспоживання та водовідведення з посиланням на витрату та втрати водина кожному виробництві протягом години. Поряд із загальними показникамиводоспоживання розраховують питомі норми водоспоживання та водовідведення наодиницю продукції. Вказують показники складу та властивості стічної води,температуру, біологічне та хімічне споживання кисню, водневий показник, зависліречовини, мінералізацію, токсичність. Наводять характеристики очисних споруд таводооборотних систем, а також характеристики відходів, що утворюються напідприємстві за даними інвентаризації.
Екологічний паспорт затверджується після погодження зорганами охорони природи.
За результатами екологічної паспортизації підприємствавидається наказ з додатком, в котрому міститься комплекс природоохороннихзаходів на підприємстві.
5.3 Загроза екології при напиленікомпозиційних матеріалів
Автомобіль викидає три види забруднюючих речовин прироботі: відпрацьовані гази двигуна, картерні гази й паливні випари. Основнимитоксичними компонентами відпрацьованих газів є оксид вуглецю, оксиди азоту,двооксид сірки, і інші. Питомі викиди токсичних речовин залежать від потужностій типу двигуна, режиму його роботи, технічного стану автомобіля, якості палива.
Картерні гази виникають під час роботициліндро-поршневої групи (ЦПГ) через зношування поршневих кілець. Внаслідокцього відбувається прорив газів у картер.
В даній роботі досліджуються технологічні методипідвищення зносостійкості ЦПГ, яке приведе до зниження викидів картерних газів.
Розглядаючи саму технологію нанесення покриттів слідзвернути увагу на такі речі, як справна, сучасна вентиляційна система. Упроцесі напилення в повітря викидаються шкідливі для людини сполуки, які можутьнегативно відзначитися на дихальній системі організму. В такому разі увентиляційній системі повинні бути спеціальні фільтри, які будуть здатнізатримувати металеві частинки, які не потрапили чи відділилися від напилюваноїповерхні. Оскільки при напиленні відсутні викиди небезпечних для здоров’ягазів, то достатньо відвести вентиляцію на деяку висоту, щоб уникнути можливогозбільшення концентрації викидів у житлових районах. Взагалі метод напилення матеріалівє екологічно чистим, так як використовується лише нагріті метали і відсутнішкідливі компоненти чи гази, які виникають в тих чи інших промислових процесах.Достатньо лише контролювати якість та справність фільтрів, щоб не допуститивикидів великих часток металів, які із-за гостроти країв можуть пошкодити шкірулюдей, котрі мешкають поблизу.

Розділ 6. Безпека польотів
 
6.1 Безпека польотів в цивільнійавіації
Проблема гарантування безпеки польотів (БП) завждивизнавалася актуальною для цивільної авіації (ЦА). Це, зокрема, відображено уцілях й завданнях Міжнародної організації ЦА (ІКАО), сформульованих у статті 44Конвенції про міжнародну ЦА, яка покладає на ІКАО відповідальність загарантування безпечного й впорядкованого розвитку міжнародної ЦА у всьому світі.
Вимоги до навчання авіаційного персоналу докладновикладені у Керівництві з навчання у галузі людського чинника (Док. 9683,AN/950, 1998). Міжнародні стандарти і рекомендована практика щодо гарантуванняБП містяться у Додатках до Конвенції про міжнародну ЦА: Додатку 1 – Видачасвідоцтв авіаційному персоналу (2001), Додатку 6 – Експлуатація повітрянихсуден (2006), Додатку 8 – Льотна придатність повітряних суден (2005), Додатку13 – Розслідування авіаційних подій та інцидентів (2001), Додатку 14 –Аеродроми (2006). Окремі аспекти гарантування БП викладені у таких документахІКАО: Керівництво з льотної придатності (Док. 9760, 2007), у якому містятьсяінструктивні вказівки зі здійснення безперервної програми збереження льотноїпридатності (ЛП); Головні принципи врахування людського чинника при технічномуобслуговуванні повітряних суден (Док. 9824), де наводиться інформація з питаньконтролю помилки людини й розробки заходів з нейтралізації помилок при ТО ПС; Головніпринципи врахування людського чинника при проведенні перевірок організаціїконтролю за гарантуванням безпеки польотів (Док. 9806), де наводятьсяінструктивні вказівки з підготовки або проведенню перевірки організаціїконтролю за гарантуванням БП з урахуванням працездатності й обмежень людини; Проведенняперевірок стану безпеки польотів при здійсненні польотів авіакомпаніями(програма LOSA) (Док. 9803, AN/761, 2002), де міститься інформація з питаньконтролю й керування у сфері помилки людини й розробки заходів з нейтралізаціїпомилок в умовах експлуатації; Керівництво з розслідування авіаційних подій йінцидентів (Док. 9756, AN/965, 2000, частина I – Організація й планування, частинаIII – Розслідування, частина IV – Надання звітів), яке надає інформацію йрекомендації щодо процедур, практики і методах, які можуть використовуватисяпри розслідуванні авіаційних подій (АП) й інцидентів; Обстеження стану безпекипольотів при роботі у нормальних умовах (NOSS) (Док. 9910, AN/473, 2008), денаведені методи збору даних, перевірки достовірності даних, аналізу даних йпідготовки остаточного звіту про БП при нормальній роботі, що здійснюються умежах контролю чинників небезпеки (ЧН) й помилок і є одним з інструментівкерування БП, використовуваним для контролю стану БП при нормальній авіаційнійдіяльності; Керівництво з проведенню перевірок організації контролю загарантуванням безпеки польотів (Док. 9735, AN/960, 2006), в якому міститьсяінформація й інструктивні вказівки, що стосуються стандартних процедур ІКАОперевірок організації контролю за гарантуванням БП; Керівництво з організаціїконтролю за гарантуванням безпеки польотів (Док. 9734, AN/959, 2006), дерозглянуті характеристики загальної відповідальності за організацію контролю загарантуванням БП, визначається ряд критичних елементів, які повинні братися доуваги: основне авіаційне законодавство, конкретні нормативні акти з питань експлуатації,державна система ЦА і державні функції контролю за гарантуванням БП,кваліфікація й підготовка технічного персоналу; технічний інструктивнийматеріал, інструменти й надання важливій інформації щодо БП; зобов'язання звидачі свідоцтв, сертифікації, санкціонуванню і затвердженню; зобов'язання знагляду і вирішенню проблем гарантування БП; Небезпеки на місцях авіаційнихподій (Циркуляр 315, AN/179, 2006), де розглянуто характер й види професійноїнебезпеки, засоби керування ризиком, обумовлених ЧН, а також необхідністьзастосовувати систему керування БП, яка виявляє наявні ЧН, визначає рівні дії,оцінює ризики і вводить ефективні заходи з усунення або контролю дії; Збіркаматеріалів “Людський чинник” №16. Кроскультурні чинники й безпека польотів(Циркуляр 302, AN/175, 2004), в якому розглядаються пов'язані з БПкультурологічні чинники в авіації; Керівництво з навчання розслідувачівавіаційних подій (Циркуляр 298), у якому викладені важливі проведеннярозслідувань АП, спрямовані на виявлення ЧН й попередження АП.
23 жовтня набули чинності зміни до Додатків 6, 11 й14, які полягали у появі посилань на Керівництво з керування безпекою польотів(Док. 9859, AN/460). У цьому документі наведено узагальнений виклад сучасногопідходу до БП і визначення БП: безпека польотів є стан [авіаційноїтранспортної системи (АТС)], при якому імовірність спричинення шкоди особам абонанесення збитку майну знижена до прийнятного рівня і підтримується на цьомуабо нижчому рівні за допомогою безперервного процесу виявлення ЧН та контролючинників ризику. У 2009 році набула чинність друга редакція цьогодокументу. У цьому документі розлого викладені питання організаційного чинника,виявлення ЧН, контролю ризику безпеки тощо.
Гарантування БП реалізується на трьох етапах, кожен зяких має свої особливості:
– проектування ПС, коли закладається БП;
– виробництва і випробувань, коли вона забезпечуєтьсяі контролюється;
– експлуатації, коли БП виявляється, підтримується тапідвищується.
Наразі прийняторозглядати ЦА як складну соціо-технічну виробничу систему, що діє успішно або уякій можуть виникати відмови. Маючи засоби захисту, АТС вимагає дляфункціонування точної координації великої кількості людських й механічнихкомпонентів. Окремі точки збоїв в АТС рідко є послідовними. Завдяки захистуавіаційні події (АП) відбуваються лише через взаємодію ряду відмов. Потрібнепоєднання певної сукупності сприяючих чинників, кожен з яких є необхідним, алесам по собі недостатній для руйнування засобів захисту. Розрізняють прихованіта активні відмови.
Прихована відмова – результат дії або рішення, наслідки яких можутьзалишатися прихованими протягом тривалого часу, мають можливості дляпошкодження захисту і виявляються лише при руйнуванні захисту. Такі відмовизазвичай відбуваються на рівні ухвалення рішення людьми, які знаходяться далековід місця та часу АП. Помилкові рішення можуть породжуватися недосконалоюконструкцією устаткування, погано поставленим завданням, суперечливими цілями,некоректними стандартними експлуатаційними правилами, відсутністю підготовки,нехтуванням ЧН, бути наслідком недостатності ресурсів, проявлятися у поганомуплануванні або виконанні. Деякі небезпечні рішення не можна попередити, томунеобхідно їх виявляти й послаблювати (парирувати) їхніх несприятливі наслідки.
Активна відмова – помилка або порушення, якездійснює безпосередню несприятливу дію і може призводити до АП. Головнавідмінність між експлуатаційними помилками і порушеннями полягає у намірі.Особа, що прагне робити все правильно, але не в змозі це зробити здійснюєпомилку. Помилка – це відхилення від того, що визначене правильною або належноюповедінкою. Вони є природнім продуктом взаємодій людини й технології у виробничійсистемі та є основними чинниками більшості АП. Навіть компетентний персоналздійснює помилки. Область експлуатаційних помилок у ЦА величезна: недолікиконструкції, неналежне устаткування, недостатня професійна підготовка,недосконалі правила, неадекватні контрольні карти, керівництва тощо. Однак, діїлюдини не є єдиною причиною АП. При розслідуванні деяких АП було встановлено,що дії людини лише ініціювали ланцюг латентних відмов, довгий час прихованих уАТС. Засоби захисту не дозволяють, щоб одна дія стала причиною АП, якщо лишесистема до цієї дії не була послаблена внаслідок відключення засобів захисту.Вади системи, а також недоліки організаційного й управлінського характеру ібагато інших прихованих відмов були першопричинами багатьох АП, винуватцямикотрих вважали людей. Безпечна стійкість не стільки питання безпомилковоїроботи, але швидше питання ефективного контролю помилок. Мільйониексплуатаційних помилок здійснюються щодня. Проте, більшість з них уловлюєтьсязахистом, і лише окремі призводять до збоїв БП. Коли захист працює, приховані йактивні відмови не «проламуватимуть» його. Коли захист не працює, то наслідкомє АП.
Передбачити експлуатаційні помилки надзвичайно важко:неможливо передбачати усі людські слабкості. Проте розуміння експлуатаційногосередовища, тобто розуміння чинників й умов, що впливають на працездатністьлюдини на робочому місці, допомагає здійсненню ефективних заходів, які включатьстратегії зменшення, захоплення і толерантності помилок. Стратегії зменшенняпомилок втручаються безпосередньо у джерело помилки, скорочуючи або виключаючичинники, що здійснюють внесок до експлуатаційної помилки. Вони включаютьконструювання спрямоване на людину (наприклад, поліпшення доступу докомпонентів ПС при технічній експлуатації), ергономічні чинники (наприклад,поліпшення освітлення, врахування при проектуванні органів керування йіндикаторів характеристик людини), навчання (для скорочення порушеньстандартних експлуатаційних правил), контроль рівня шуму, вібрації йтемператури та інших умов, що є причиною стресових ситуацій, а також розробкуефективних програм навчання, спрямованих на поліпшення взаємодії та взаєморозумінняміж членами екіпажа. Стратегії захоплення помилки припускають, що помилка вжезроблена, і спрямовані на “захоплення” помилки перед появою її несприятливихнаслідків (таблиці контрольних перевірок, карти завдань, контрольні картиперевірок, буфери безпеки, перехресний контроль тощо). Стратегії толерантностіпомилок є здатністю приймати помилку без серйозного наслідку. Вони полягають усистемній надмірності – дублюванні систем на ПС, оглядах конструкції –програмах оглядів, які забезпечують можливості своєчасного виявлення дефектів,конструюванні устаткування, яке здатне виправляти помилки або може контролюватичи навіть доповнювати дії людини й поліпшувати його працездатність.
Як правило, перед АП проявляються його передвісники,які часто вони стають очевидними лише ретроспективно. Хоча розслідування АП маєважливе значення, проте, воно не найліпший засіб виявлення недоліків АТС,оскільки є запізнілим та дорогим. Необхідно аналізувати стан БП й виявлятиприховані небезпечні умови, що можуть слугувати причиною АП. Для попередженняАП необхідно: контролювати організаційні процеси – дії, над якими організаціямає розумний ступінь прямого контролю (розробка політичного курсу, планування,зв'язок, розподіл ресурсів, нагляд тощо); поліпшувати умови на робочому місці –чинники, які безпосередньо впливають на ефективність людей на робочих місцях(стабільність робочої сили, кваліфікація й досвід, моральний стан, довіра,ергономіка тощо); визначати приховані умови – умови, які присутні перед АП йстають очевидними завдяки чинниками, що приводять їх у дію; обмежувати активнінедоліки – дії або бездіяльність людей, які здійснюють безпосереднійнесприятливий вплив; підсилювати засоби захисту – ресурси, які організаціїповинні протиставити для захисту від ризиків (правила, технології, навчання).
 
6.2 Технології напилення керамічнихматеріалів в підвищенні надійності АНТ
По причині великого обсягу пасажиропотоку, сучасніаеропорти мають дуже щільний графік роботи. Кожна рухома наземна одиниця маєсвої робочі коридори, за рамки яких виходити просто недопустимо. Це досягаєтьсяшляхом жорсткого контролю технічного стану, та бездоганних розкладах руху. Алене можна забувати про малий, але все ж таки шанс на відмову. Цей шанс слідзнижувати всіма можливими засобами.
От наприклад при напиленні композиційних матеріалів,зростає загальна міцність деталей та їх зносостійкість. Тому, щоб на ЗПС, попричинах відмов двигунів, чи інших частин спец транспорту, слід застосовуватитаку технологію.
Взагалі таки зупинки та зсунення календарних графіківнесуть грошові збитки, але при появі одразу декількох несприятливих чинниківможе призвести до авіаційних пригод. А це може в свою чергу призвести долюдських жертв.
Тому в такій галузі, як авіація слід застосовуватибудь-які технології та засоби, які збільшують зносостійкість та зменшують шансвідмови як деталей так и взагалі вузлів. А представлена в роботі технологіяявляє собою не лише підвищення робочих параметрів, але й просте відновлення.Тому дана технологія являється не тільки як «підсилювач», але ще й просто«ремонтом» зношених деталей, і застосовуючи її можна отримати і деталь, і їївдосконалення.

Висновки
Аналіз нечисленних літературних джерел, які яквідзначено в роботі, присвячених дослідженням триботехнічних властивостейдетонаційних покриттів, дозволяє укласти, що найбільше промислове застосування,особливо в важко навантажених і відповідальних вузлах тертя, одержалидетонаційні зносостійкі покриття на основі карбіду вольфраму, кобальта йнікелю, які, як відомо, ставляться до дефіцитних і дорогих матеріалів.Одержання зносостійких покриттів методом детонаційно-газового напилюванняпорошкоподібних сумішей, що не містять дефіцитних компонентів, може бутизабезпечене, у першу чергу, за рахунок створення нових порошкових матеріалівшляхом гетерогенізації вихідної сировини. Що здійснювалося введенням різнихлегуючих присадок, що утворюють мілкодисперсні зміцнюючі фази. Управляючитехнологічними процесами одержання композиційних порошків, вдається реалізуватине тільки бажаний хімічний склад, але й задану структуру матеріалу,оптимізуючий комплекс властивостей, потенційно закладених у ньому хімічнимскладом.
Виконані дослідження є основою практичного підвищеннязносостійкості детонаційних покриттів при зміцненні й відновленні деталеймашин, що працюють в умовах тертя, разом з тим накопичений при цьому досвідможе бути використаний і при наступних розробках аналогічних напилюванихпокриттів або інших порошкових матеріалів, до яких застосовні ті ж саміпринципи. У результаті аналізу експериментальних даних і теоретичнихузагальнень, отриманих у роботі при дослідженні зносостійкості детонаційнихпокриттів з безнікелевих композиційних порошкових матеріалів на основі заліза,можна сформулювати наступні висновки:
1. Проведений інформаційний пошук по тематицімагістерської роботі.
2. Розглянуті сучасні теорії й механізми зношуванняпара тертя.
3. Виходячи із завдань, поставлених у пару робітники,у магістерській роботі, підібрані відповідні об'єкти засобі й методикидосліджень.
4. Розроблені методологічні основи створеннядетонаційно-газових зносостійких покриттів з порошкових матеріалів системиFe-Мn.
5. Установлений компонентний склад детонаційно-газовихзносостійких покриттів системи Fe-Мn
6. Визначені закономірності вивчити закономірностіформування й зношування поверхневих структур детонаційно-газових покриттівсистеми Fe-Мn
7. Визначена сфера практичного застосування передлогічних у магістерській роботі методів зміцнення й відновлення трибосполучень.

Список використаної літератури
 
1. Харламов 10. А. Классификация способовгазотермического напылеиия покрытий / Свароч. пр-во,— 1982.— № 3.— С. 40—41.
2. Харламов Ю. А. Способы газотермического напыленияпокрытий и их классификация.— Ворошиловград: Машиностроит. ин-т, 1981.— 149с—Рукопись деп. в УкрНИИНТИ, № 2481.
3. Шоршоров М. X., Кудинов В. В., Харламов Ю. А.Состояние и перспективы развития нанесения покрытий распылением / Физика ихимия обработки материалов.— 1977.— № 5.
4. Демиденко Л. М. Высокоогнеупорные композиционныепокрытия.— М.: Металлургия, 1979.
5. Бартенев С. С, Федько Ю. П., Григоров А. И.Детонационные покрытия в машиностроении.— Л.: Машиностроение, 1982.
6. Зверев А. П., Шаривкер С. 10., Астахов Е. А.Детонационное напыление покрытий.— Л. Судостроение, 1979.
7. Семенов А. П., Федько Ю. П., Григоров А, И.Детонационные покрытия и их применение. — М.: НИИмашиностроения.— 1977.
8. Шоршоров М. X., Харламов Ю. А. Физико-химическиеосновы де-тонационно-газового напыления покрытий.— М.: Наука, 1978.
9. Манохин Б. И., Золотухин В. Д., Гравцев Н. В.Влияние параметров разрядного контура на формирование пленок при напыленииэлектрическим взрывом // Физика и химия обраб. материалов.— 1973.— № 2…
10. Сухара Т., Фукуда С. Нанесение покрытийвзрывающимися проволочками // Получение покрытий высокотемпературнымраспылением.—М.: Атомиздат, 1973.
11. Кудинов В. В., Иванов В. М. Нанесение плазмойтугоплавких покрытий.— М.: Машиностроение, 1981.
12. Оситинский Б. Л., Баско В. П. Применениеплазменного напыления для изготовления контактных участковкерамико-металлических электронагревателей // Порошковая металлургия.— 1977.— №1.
13. Ощепков Ю. П., Кузнецов В. В., Никольский Н. Н.Влияние механического и теплового активирования на структурообразование исвойства твердосплавных покрытий // Защит, покрытия.— Л.: Наука, 1979.
14. Орлов Л. П., Катков И. Н., Рогинский В. Э.Применение газотермических покрытий для повышения износостойкости деталей,механизмов и коррозионной стойкости изделий // Теория и практикагазотермического нанесения покрытий.— Рига: Зинатне, 1980.— Т. 2.
15. Газотермическое напыление композиционных порошков/А.Я. Кулик, Ю.С. Борисов, А.С. Мнухин, М.Д. Никитин. — Л.: Машиностроение,1985. 16. Кудинов В. В. Плазменные покрытия. — М.: Наука, 1977.
17. Современные композиционные материалы/Под ред. Д.Браутмана, Р. Крока. — М.; Мир, 1970.
18. Плазменные покрытия состава Ni —Ti для защитытитановых сплавов от износа/Ф. И. Китаев, А. Г. Цидулко. — В кн.:Высокотемпературная защита материалов. Л.: Наука, 1981.
19. Применение композитных порошков типакерамика—алюминий—никель для получения покрытий/Н. Н. Новиков, С. Р. Пустотина,— М. Соловьев. — Порошковая металлургия, 1979, № 11.
20. Свойства и применение плазменных покрытий изтермореагирующего никель-алюминиевого порошка/Г. Д.Никифоров, А. Г. Цидулко. —I кн.: Неорганические и органосиликатные покрытия. Л.: Наука, 1975.
21. Федорченко И. М., Пугина Л. И. Композиционныеспеченные антифрикционные материалы. Киев: Наукова думка, 1980.
22. Борисов Ю.С., Борисова А.Л. Плазменные порошковыепокрытия. — К.: Техника, 1986.
23. Антошин Е. В. Газотермическое напыление покрытий.—М.: Машиностроение, 1974. 24. Готлиб Л. И. Плазменное напыление,— М.:ЦИНТИхим-нефтемаш, 1970.
25. О перспективах развития электродуговыхплазмотронов для напыления / В. Е. Белащенко, В. А. Вахалин, А. М. Гонопольскийи др.— В кн.: Процессы и оборудование плазменной обработки металлов. М.:ВНИИавтогенмаш, 1980.
26. Лясников В. Н., Глебов Г. Д. Свойства плазменныхпокрытий.— Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ, 1979, вып. 2.
27. Костиков В. И., Шестерин Ю. А. Плазменныепокрытия.— М.: Металлургия, 1978.
28. Прочность сцепления плазменных покрытий с основой/ Б. А. Ляшенко, В. В. Ришин, В. Г. Зильберберг, С. Ю Шаривкер.— Порошковая металлургия,1969, № 4.
29. Износостойкие плазменные покрытия изкомпозиционных порошков / А. С. Синьковский, В. К. Толок, Г. Г. Онищенко и др.—Защитные покрытия на металлах, 1976, вып. 10, с. 69—71.
30. Исследование возможности повышенияфизико-механических характеристик плазменных покрытий на основе тугоплавкихокислов / А. А. Ткаченко, Г. Н. Миллер, А. А. Ковалевский и др.— В кн.: Теорияи практика газотермического нанесения покрытий. Рига: Зинатне, 1980, т. 2, с.61—64.
31. Панасюк А.Д., Уманский А.П., Винокуров В.Б. Основыформирования структурных составляющих композиционных порошковых материалов на основекарбида титана // Тезисы доклада VIII Международного совещания по порошковой металлургии.– Дрезден, 1985. – С.115
32. Ясинская Г.А. Смачиваемость тугоплавких карбидов,боридов и нитридов расплавленными металлами// Порошковая металлургия. – 1966. –№7. – С.55 – 57.
33. Билык И.И. Перспективы использования карбонитридовв качестве твердой составляющей металлокерамических твердых сплавов//Порошковая металлургия. – 1972. – №6. – С.49 – 52.
34. Крумпхольд Р. Новый материал на основе карбида и карбонитридатитана с низким содержанием связующего// Труды семинара по развитию и использованиюпорошковой металлургии в машиностроении. – Минск., 1985.
35. Дроздецкая Г.В., Васильева Н.О., Орданьян С.С. Свойствакерметов на основе ультрадисперсного корбонитрида титана / Новые порошковые материалы// Труды 15 Всесоюзной конференции. Киев, 1986. – С.52 – 56.
36. Туманов А.В., Митин Б.С., Панов А.С. Исследование кинетикисмачивания карбида и карбонитрида титана расплавами интерметаллидов никеля //Журн. физической химии. – 1980. – 54. — №6. – С.1434 – 1437.
37. Бердиков В.Ф., Бабанин А.В., Артемьева Ю.П.Определение модуля Юнга различных абразивных материалов методом микровдавливания//Заводская лаборатория. – 1975. — №8. – С.1014 – 1019.
38. Комратов Г. H. Кинетика окисления порошковдвойного карбида титана и хрома и карбида хрома//Порошковая металлургия.— 1999.— №9/10. — С. 52—57.
39. Тарова Л.С. Безопасность жизнедеятельности изащита окружающей среды. ТГТУ, 2004.
40. Брахнова И. Г. Токсичность порошков металлов и ихсоединений.— Киев: Наукова думка, 1971.
41. Коган Э. И., Хайкин В.А. Охрана труда напредприятиях автомобільного транспорта. — М.: Транспорт. — 1984.