Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 21 № 1 2019 114 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ ностного разрушения сталей при царапающем воздействии конического индентора в широком интервале температур от +20 до –196  С. Обна- ружено, что с понижением температуры воздуш- ной среды прежде всего уменьшается глубина царапин и вместе с этим возрастает тангенциаль- ное усилие микрорезания. Кроме того, было за- фиксировано также возникновение в контактной зоне сложного напряженного состояния (микро- объем), которое отличается от напряженнного состояния, возникающего в приконтактной зоне (макрообъем). В результате следует подчеркнуть тот факт, что образование микростружки связа- но как с деформационными характеристиками, так и с характеристиками процесса разрушения (причем специфического поверхностного). В частности, не исключено, что в исполь- зованной нами схеме износных испытаний в разрушаемой поверхности реализуется напря- женное состояние, при котором затруднительно свободное развитие пластической деформации, а способ охлаждения неподвижного образца от- вечает условиям, при которых по толщине не- подвижного цилиндрического образца возника- ют градиенты температур, влияние которых на характеристики износа доказано исследовани- ями проф. В.Н. Кащеева [18, 19]. В этой связи было проведено исследование абразивного из- носа с использованием способа, исключающего влияние фактора, связанного с градиентом тем- пературы, а также обеспечивающего свободное развитие пластических деформаций на изнаши- ваемой поверхности. Результаты и их обсуждение Способ кольца, вращающегося в потоке свободнопадающих абразивных частиц (патент РФ № 763741) Проанализируем возможные варианты прин- ципиальных схем испытаний на износ в рамках данного способа аналитическим методом (рис. 7). Угол атаки  можно найти из скалярного про- изведения двух векторов îá îá cos , V V     V V (10) где îá V  вектор линейной скорости образца в точке падения частицы обращенного механизма:   îá sin cos R      V j i ; (11) Рис.7. Расчетная схема для определения угла атаки Fig.7. Computational pattern for determining the angle of impact  V  вектор суммарной скорости, равный îá    V V V , (12) в котором V – вектор скорости падения абразив- ной частицы: V = – V j . (13) В выражениях (11) и (13) i и j -орты соответ- ственно осей x и y прямоугольной системы коор- динат Oxy . На основании (10)–(13) после несложных преобразований получим угол атаки:     2 2 sin arccos sin cos R V R V R            . Принципиальной особенностью данного способа испытаний на износ является свобод- ное падение абразивных частиц, которые не увлекаются газовым или жидкостным потоком. Вертикальная скорость зерна обеспечивает про- бивание слоя воздуха, прорывающегося в зазор между торцевой поверхностью конца направ- ляющей трубки и изнашиваемой поверхностью вращающегося образца (Т-образный в диа- метральном сечении, рис. 8). Тангенциальные силы, развивающиеся в результате удара абра- зивного зерна по изнашиваемой поверхности вращающегося образца, обеспечивают разру- шение. Многочисленными экспериментами [18] доказано, что механизм формирования частицы металлического износа при острых углах атаки связан с процессом царапания или микрореза-