А Б В Г Д Е Є Ж З І Ї Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ю Я
Гаряча газова ерозія
Гаряча газова ерозія навіть теплозахисних покриттів (абляція) спостерігається під дією гарячих відпрацьованих газів, що рухаються з великою швидкістю.
Зовнішній вигляд поверхні зразків після ерозійних випробувань. а - железомолнбденовий сплав. б - железовольфрамомолнбдековип сплав. Алюмініевомагніевие легкі сплави погано пручаються гарячої газової ерозії, і зразки з них при випробуванні на лабораторних приладах руйнуються в Внаслідок одноразової дії гарячих газів, що мають досить високу температуру. Для характеристики поведінки цих сплавів на рис. 54 наводиться зовнішній вигляд зразка після однієї обдування на приладі для ерозійних випробувань.
Ці характеристики визначають опір металів гарячої газової ерозії. Електричні і магнітні властивості металу (електроопір, магнітна проникність, магнітна індукція, електронна емісія та ін.) Повинні враховуватися при визначенні ерозійної стійкості металу в разі ультразвукового і електричного впливу на поверхню заготовки або деталі.
При проектуванні апаратури для випробування матеріалів на опір гарячої газової ерозії виникають складні і часом суперечливі завдання. З одного боку, треба максимально наблизити умови випробування до умов експлуатації деталей, а з іншого, скільки можливо спростити конструкцію і методику проведення експерименту і отже, здешевити всі дослідження.
Розплавлення механічно ослаблених тонких поверхневих шарів металу при гарячій газовій ерозії, а також випаровування і плавлення металу при електричної ерозії - це другий характерний тип руйнування матеріалу. Існують рівняння, що встановлюють-зв'язок між температурою на поверхні віднесення маси і швидкістю виносу, з вирішення яких може бути встановлена частка тепла, поглиненого в процесі теплопровідності частка тепла буря в простір разом з масою і випромінюваного з поверхні матеріалу. По теплу, поглиненому в процесі теплопровідності розраховується температура на поверхні несучої конструкції під шаром теплозахисного аблірует матеріалу.
Дається аналіз чинників, що визначають опір металів і покриттів гарячої газової ерозії.
При розгляді процесів, що роблять істотний вплив на процес гарячої газової ерозії металів і пов'язаних із середовищем, слід мати на увазі що дія їх за своїми результатами має часто суперечливий характер. Так, наприклад, при короткочасному протіканні певної кількості газу по трубі швидкість газового потоку обернено пропорційна його часу дії і отже, величиною ерозійного руйнування поверхні. З іншого боку, кінетична енергія газового струменя зі зростанням швидкості руху збільшується, що призводить до більшого ерозійного зносу. Таким чином, в цьому випадку сумарний ефект від зростання швидкості руху газів з точки зору ерозійного руйнування поверхні металу може бути або великим або меншим.
При цьому їм було зроблено висновок, що на процес гарячої газової ерозії переважний вплив надає термічний фактор, причому основою механізму руйнування є вимивання або здування струменем газів розплавленого або м'якого і втратив суцільність (внаслідок наявності дрібних тріщин термічної втоми) поверхневого шару металу.
На нашу думку, абляція тобто не що інше, як гаряча газова ерозія матеріалів з некристалічні будовою, зокрема ерозія широкого класу пластичних мас і ряду теплозахисних покриттів.
Одним з найбільш поширених в даний час методів захисту виробів від гарячої газової ерозії є застосування різного роду покриттів.
Особливо ерозиційностіцкого є надзвичайно тугоплавкі Вольфрамомолібденовие сплави, які практично майже не схильні до гарячої газової ерозії. Однак висока крихкість і значна вартість подібних сплавів не дозволяють поки рекомендувати їх для масового промислового застосування в деталях, схильних до газової ерозії.
Оскільки в двох наступних розділах викладаються питання, пов'язані головним чином з явищами лише гарячої газової ерозії, доречно навести тут окремі рекомендації щодо захисту виробів від інших видів ерозійного руйнування. Ці рекомендації отримані на підставі результатів випробувань, проведених па досвідчених зразках в установках і апаратах, в тому числі і розглянутих нижче.
Слід зазначити, що при холодній газовій ерозії відбувається значно менш інтенсивний знос поверхні металу, ніж при гарячої газової ерозії.
Зазначені досліди підтвердили, що освіта структур слаботравящіхся білих шарів зобов'язана головним чином дифузійним процесом, що протікає в умовах гарячої газової ерозії.
Таким чином, основним висновком з розгляду фізичних теорій ерозійного зносу слід вважати висновок про переважання термічного фактора в процесі гарячої газової ерозії, причому основою механізму руйнування є вимивання або здування струменем газів розплавленого або м'якого і втратив суцільність внаслідок наявності дрібних тріщин термічної втоми поверхневого шару металу.
У книзі Ерозія і захист металів в порівнянні з першим виданням істотно розширена і перероблена глава, присвячена сучасним методам захисту деталей від гарячої газової ерозії; доповнена глава з теорії ерозійних процесів і зроблена спроба викладу елементів загальної теорії ерозійного зносу; збільшено кількість прикладів ерозійного руйнування матеріалів, а також розширено перелік апаратури і методик, які використовуються для вивчення ерозійних процесів; кілька раціональніше розташовані яка використовувалася і нові дані що додало книзі велику стрункість п логічність викладу.
Оскільки, як це буде видно з подальшого викладу, складові механічні та теплові ефекти, властиві процесу абляції, адекватного аналогічних ефектів, які спостерігаються при гарячої газової ерозії, ми визнали правомірним віднести цей вид руйнування до розряду ерозійних.
Велика кількість експеримент, проведених по з - 4UiHK трознпнжш стійкості металів, дозволило встановити досить істотне, а в більшості випадків і визначальний вплив теплових характеристик металів і сплавів на їх опір гарячої газової ерозії.
Розглядаючи різні види матеріалів: чорні метали і сплави, кольорові і легкі сплави, рідкісні метали, метало-керамічні і мннералокераміческіе сплави, металеві покриття, а також пластичні маси, можна побачити, що їх опір гарячої газової ерозії коливається в досить широких межах.
Вид поверхні зразка з алю - як відомо Примі-мініевомагніевого сплаву після однократ - м Розглянемо, наприклад, такий метал, як хром. Спеціальними дослідами встановлено, що чистий хром, отриманий алюмотерміческого шляхом, абсолютно не схильний до гарячої газової ерозії, однак він характеризується майже повною відсутністю пластичності і в'язкості і не знаходить поки застосування як конструкційний матеріал. Разом з тим покриття хромом - хромування - широко використовується в промисловості в техніці і в побуті як метод захисту виробів від корозії в агресивних середовищах і як засіб, що підвищує зносостійкість матеріалу при терті а також як декоративне покриття.
Відому роль в процесі ерозії повинна грати здатність металу випаровуватися при досить високих температурах. Зіставляючи величини зміни (зменшення) ваги пластинок з різних металів при дослідах по випаровуванню з даними по ерозійної стійкості тих же металів при випробуванні їх, наприклад, в манометричної бомбу Вьель, можна побачити якісну картину, яка свідчить про деяку зв'язку між гарячою газової ерозією і випаровуванням металів .
Правда, при використанні сталей в цьому відношенні наші можливості обмежені досить вузькими межами. Однак тугоплавкі сплави не на основі заліза можуть ці можливості значно розширити. Сплави на основі кобальту, хрому, молібдену, вольфраму та інших металів з високою температурою плавлення мають вельми широкі перспективи для застосування в тих випадках, коли потрібна висока опірність гарячої газової ерозії.
У книзі розглядаються різні види ерозії металів і дається аналіз факторів, що впливають на опір металів ерозійного руйнування. Крім того, розглядаються прилади, апарати, установки і методи вивчення ерозійного зносу матеріалів. Особлива увага приділяється різним способам захисту деталей від ерозії. Найбільш повно розглянута гаряча газова ерозія і способи захисту від неї. Окремі питання з даної проблеми, внаслідок обмеженого обсягу книги, викладаються вкрай стисло, разом з тим наявні по ним літературні джерела даються в бібліографії.
Зовнішній вигляд поверхні зразків після ерозійних випробувань. а - железомолнбденовий сплав. б - железовольфрамомолнбдековип сплав. Алюмініевомагніевие легкі сплави погано пручаються гарячої газової ерозії, і зразки з них при випробуванні на лабораторних приладах руйнуються в Внаслідок одноразової дії гарячих газів, що мають досить високу температуру. Для характеристики поведінки цих сплавів на рис. 54 наводиться зовнішній вигляд зразка після однієї обдування на приладі для ерозійних випробувань.
Ці характеристики визначають опір металів гарячої газової ерозії. Електричні і магнітні властивості металу (електроопір, магнітна проникність, магнітна індукція, електронна емісія та ін.) Повинні враховуватися при визначенні ерозійної стійкості металу в разі ультразвукового і електричного впливу на поверхню заготовки або деталі.
При проектуванні апаратури для випробування матеріалів на опір гарячої газової ерозії виникають складні і часом суперечливі завдання. З одного боку, треба максимально наблизити умови випробування до умов експлуатації деталей, а з іншого, скільки можливо спростити конструкцію і методику проведення експерименту і отже, здешевити всі дослідження.
Розплавлення механічно ослаблених тонких поверхневих шарів металу при гарячій газовій ерозії, а також випаровування і плавлення металу при електричної ерозії - це другий характерний тип руйнування матеріалу. Існують рівняння, що встановлюють-зв'язок між температурою на поверхні віднесення маси і швидкістю виносу, з вирішення яких може бути встановлена частка тепла, поглиненого в процесі теплопровідності частка тепла буря в простір разом з масою і випромінюваного з поверхні матеріалу. По теплу, поглиненому в процесі теплопровідності розраховується температура на поверхні несучої конструкції під шаром теплозахисного аблірует матеріалу.
Дається аналіз чинників, що визначають опір металів і покриттів гарячої газової ерозії.
При розгляді процесів, що роблять істотний вплив на процес гарячої газової ерозії металів і пов'язаних із середовищем, слід мати на увазі що дія їх за своїми результатами має часто суперечливий характер. Так, наприклад, при короткочасному протіканні певної кількості газу по трубі швидкість газового потоку обернено пропорційна його часу дії і отже, величиною ерозійного руйнування поверхні. З іншого боку, кінетична енергія газового струменя зі зростанням швидкості руху збільшується, що призводить до більшого ерозійного зносу. Таким чином, в цьому випадку сумарний ефект від зростання швидкості руху газів з точки зору ерозійного руйнування поверхні металу може бути або великим або меншим.
При цьому їм було зроблено висновок, що на процес гарячої газової ерозії переважний вплив надає термічний фактор, причому основою механізму руйнування є вимивання або здування струменем газів розплавленого або м'якого і втратив суцільність (внаслідок наявності дрібних тріщин термічної втоми) поверхневого шару металу.
На нашу думку, абляція тобто не що інше, як гаряча газова ерозія матеріалів з некристалічні будовою, зокрема ерозія широкого класу пластичних мас і ряду теплозахисних покриттів.
Одним з найбільш поширених в даний час методів захисту виробів від гарячої газової ерозії є застосування різного роду покриттів.
Особливо ерозиційностіцкого є надзвичайно тугоплавкі Вольфрамомолібденовие сплави, які практично майже не схильні до гарячої газової ерозії. Однак висока крихкість і значна вартість подібних сплавів не дозволяють поки рекомендувати їх для масового промислового застосування в деталях, схильних до газової ерозії.
Оскільки в двох наступних розділах викладаються питання, пов'язані головним чином з явищами лише гарячої газової ерозії, доречно навести тут окремі рекомендації щодо захисту виробів від інших видів ерозійного руйнування. Ці рекомендації отримані на підставі результатів випробувань, проведених па досвідчених зразках в установках і апаратах, в тому числі і розглянутих нижче.
Слід зазначити, що при холодній газовій ерозії відбувається значно менш інтенсивний знос поверхні металу, ніж при гарячої газової ерозії.
Зазначені досліди підтвердили, що освіта структур слаботравящіхся білих шарів зобов'язана головним чином дифузійним процесом, що протікає в умовах гарячої газової ерозії.
Таким чином, основним висновком з розгляду фізичних теорій ерозійного зносу слід вважати висновок про переважання термічного фактора в процесі гарячої газової ерозії, причому основою механізму руйнування є вимивання або здування струменем газів розплавленого або м'якого і втратив суцільність внаслідок наявності дрібних тріщин термічної втоми поверхневого шару металу.
У книзі Ерозія і захист металів в порівнянні з першим виданням істотно розширена і перероблена глава, присвячена сучасним методам захисту деталей від гарячої газової ерозії; доповнена глава з теорії ерозійних процесів і зроблена спроба викладу елементів загальної теорії ерозійного зносу; збільшено кількість прикладів ерозійного руйнування матеріалів, а також розширено перелік апаратури і методик, які використовуються для вивчення ерозійних процесів; кілька раціональніше розташовані яка використовувалася і нові дані що додало книзі велику стрункість п логічність викладу.
Оскільки, як це буде видно з подальшого викладу, складові механічні та теплові ефекти, властиві процесу абляції, адекватного аналогічних ефектів, які спостерігаються при гарячої газової ерозії, ми визнали правомірним віднести цей вид руйнування до розряду ерозійних.
Велика кількість експеримент, проведених по з - 4UiHK трознпнжш стійкості металів, дозволило встановити досить істотне, а в більшості випадків і визначальний вплив теплових характеристик металів і сплавів на їх опір гарячої газової ерозії.
Розглядаючи різні види матеріалів: чорні метали і сплави, кольорові і легкі сплави, рідкісні метали, метало-керамічні і мннералокераміческіе сплави, металеві покриття, а також пластичні маси, можна побачити, що їх опір гарячої газової ерозії коливається в досить широких межах.
Вид поверхні зразка з алю - як відомо Примі-мініевомагніевого сплаву після однократ - м Розглянемо, наприклад, такий метал, як хром. Спеціальними дослідами встановлено, що чистий хром, отриманий алюмотерміческого шляхом, абсолютно не схильний до гарячої газової ерозії, однак він характеризується майже повною відсутністю пластичності і в'язкості і не знаходить поки застосування як конструкційний матеріал. Разом з тим покриття хромом - хромування - широко використовується в промисловості в техніці і в побуті як метод захисту виробів від корозії в агресивних середовищах і як засіб, що підвищує зносостійкість матеріалу при терті а також як декоративне покриття.
Відому роль в процесі ерозії повинна грати здатність металу випаровуватися при досить високих температурах. Зіставляючи величини зміни (зменшення) ваги пластинок з різних металів при дослідах по випаровуванню з даними по ерозійної стійкості тих же металів при випробуванні їх, наприклад, в манометричної бомбу Вьель, можна побачити якісну картину, яка свідчить про деяку зв'язку між гарячою газової ерозією і випаровуванням металів .
Правда, при використанні сталей в цьому відношенні наші можливості обмежені досить вузькими межами. Однак тугоплавкі сплави не на основі заліза можуть ці можливості значно розширити. Сплави на основі кобальту, хрому, молібдену, вольфраму та інших металів з високою температурою плавлення мають вельми широкі перспективи для застосування в тих випадках, коли потрібна висока опірність гарячої газової ерозії.
У книзі розглядаються різні види ерозії металів і дається аналіз факторів, що впливають на опір металів ерозійного руйнування. Крім того, розглядаються прилади, апарати, установки і методи вивчення ерозійного зносу матеріалів. Особлива увага приділяється різним способам захисту деталей від ерозії. Найбільш повно розглянута гаряча газова ерозія і способи захисту від неї. Окремі питання з даної проблеми, внаслідок обмеженого обсягу книги, викладаються вкрай стисло, разом з тим наявні по ним літературні джерела даються в бібліографії.