Динамическое равновесие процессов образования и разрушения вторичных структур

Совместные исследования состояния поверхностного слоя нормализованной эвтектоидной стали на различных этапах трения и газовыделения непосредственно в процессе трения позволили проследить динамику формирования структуры поверхности трения.

Результаты масс-спектрометрического определения выделения водорода при трении в вакууме и изменение силы трения в зависимости от числа единичных взаимодействий в зоне контакта при скорости скольжения 0,1 м с дают основание выделить два этапа в процессе приработки. Первый этап характеризуется небольшим выделением водорода и относительно невысокой силой трения и соответствует взаимодействию оксидных и адсорбированных слоев, защищающих поверхность от непосредственного металлического контактирования.

Второй этап соответствует разрушению адсорбированных слоев и активному адгезионному взаимодействию ювенильных поверхностей. При этом резко возрастают выделения водорода и сила трения.

Статистическое распределение микротвердости рабочей поверхности диска на различных этапах приработки показало, что на первом этапе приработки в вакууме - пока не разрушены защитные поверхностные пленки - происходит незначительное увеличение микротвердости поверхности, по сравнению с исходной (до 3,0 ГПа). На втором этапе приработки - на участках активного адгезионного взаимодействия, где усиливается пластическая деформация и повышается выделение тепла, наблюдаются вторичные структуры, по твердости соответствующие «мартенситу трения» (7,0 ГПа) и белой зоне (11,0 ГПа). Образование в поверхностном слое высокотвердых вторичных структур приводит к резкому уменьшению и стабилизации газовыделения и силы трения и характеризует окончание периода приработки.