Коррозионно-механическое изнашивание. 
Основы трибологии

Коррозионно-механическое изнашивание происходит в результате механического воздействия, сопровождаемого химическим взаимодействием материалов со средой.

Поверхностные слои материала, активированные трением, увеличивают свою способность к адсорбции, диффузии и химическим реакциям. При этом если активность окружающей среды настолько велика, что оказывает определяющее влияние на процессы разрушения поверхностей трения, то имеет место коррозионно-механическое изнашивание. При этом разрушение поверхности тела происходит в результате механического изнашивания (абразивного, усталостного, адгезионного), активируемого химическим или электрохимическим взаимодействием материала со средой. Химическое взаимодействие происходит при контакте поверхности трения с сухими газами или с неэлектропроводными агрессивными жидкостями. Электрохимическое взаимодействие — при контакте металлов с электролитами, например, водными растворами кислот, щелочей, солей, расплавами солей. При этом наблюдаются два основных процесса: анодный (непосредственный переход атомов металла в раствор в виде ионов) и катодный (ассимиляция избыточных электронов атомами или ионами раствора). Образующиеся на контактирующих поверхностях пленки в зависимости от состава могут легко удаляться, и, тогда происходит схватывание, или выполняют функцию ингибиторов изнашивания, снижая интенсивность изнашивания.

Коррозионно-механическому изнашиванию в наибольшей мере подвержены уплотнительные кольца торцевых уплотнений реакторов, центрифуг, подшипники скольжения реакторов, насосов, распыливающие диски центробежных сушилок, мешалки реакторов, колеса и корпуса центробежных насосов, шнеки, втулки смесителей и грануляторов.

Интенсивность коррозионно-механического изнашивания зависит в первую очередь от состава окружающей среды и коррозионной стойкости в ней контактирующих материалов.

Для уменьшения величины коррозионно-механического изнашивания необходимо увеличивать коррозионную стойкость триботехнических материалов при одновременном увеличении антифрикционных характеристик.

Увеличение коррозионной стойкости материалов можно достичь введением в агрессивную среду ингибиторов и специальной обработкой поверхностей трения. Металлические материалы с целью повышения твердости и улучшения коррозионной стойкости подвергают термообработке. Для снижения склонности коррозионностойких сталей к схватыванию и заеданию применяют азотирование и хромирование. Хороший эффект повышения износостойкости дают покрытия, в т. ч. на основе силикатов.

Для изготовления узлов трения, эксплуатируемых в агрессивных средах, применяют детали из высоколегированных нержавеющих сталей марок: 14Х17Н2, 20ХВН4Г9,12Х18Н10, 08Х17Н15М3Т и др. в паре с мягкими антифрикционными материалами типа углеграфитов, композитов на основе фторопласта-4 и др.

Разновидностью коррозионно-механического изнашивания является окислительное изнашивание, при котором основной вклад в изнашивание вносит химическая реакция материала с кислородом или окисляющей средой. При окислительном изнашивании на соприкасающихся поверхностях образуются пленки оксидов, которые в процессе трения разрушаются. Продукты износа представляют собой частицы оксидов металлов. Этот вид изнашивания, в отличие от других видов коррозионно-механического изнашивания, протекает при отсутствии агрессивной среды в условиях трения без смазки или при недостатке ее. Изнашиваемые поверхности при этом имеют низкую шероховатость, что объясняется препятствием оксидов адгезионному схватыванию материалов на пятнах фактического контакта.

Интенсивность окислительного изнашивания увеличивается при повышении температуры в зоне контакта и в результате пластической деформации поверхностных слоев.

Окислительному изнашиванию преимущественно подвергаются калибры, детали шарнирно-болтовых соединений подвесных устройств машин, работающих без смазочного материала, металлические колеса фрикционных передач и чашки вариаторов, подшипники сухого трения, пластины и цилиндры центробежных воздуходувок и т. д.

Для уменьшения интенсивности окислительного изнашивания необходимо снижать температуру фрикционного разогрева деталей путем подбора оптимального состава смазочного материала. Хороший результат обеспечивает увеличение твердости поверхностей деталей трения.

Другой разновидностью коррозионно-механического изнашивания является водородное изнашивание, возникающее вследствие поглощения трущейся металлической поверхностью водорода. Последний образуется при деструкции смазочного материала сопряженных пластмассовых деталей и в результате трибохимических реакций.

Водородное изнашивание проявляется в переносе частиц металла на сопряженную поверхность. Например, установлено намазывание стальных бандажей на тормозную колодку, перенос частиц стали с поверхности коленчатого вала на мягкий баббитовый подшипник.

Основным средством борьбы с водородным изнашиванием в настоящее время является подбор смазок и контактирующих полимерных материалов.