Местные усталостные разрушения

Местные усталостные разрушения, носящие характер микровкрашивания, проявляются тем интенсивнее, чем меньшей циклической прочностью обладает поверхностный слой инструментального материала, чем хуже он сопротивляется явлению ползучести. Следовательно, в зоне низких скоростей резания, когда температура мала, такому характеру износа лучше сопротивляется быстрорежущая сталь и много хуже — твердые сплавы. С ростом скоростей резания, т. е. температур, начинает преобладать изложенный выше процесс, определяющий интенсивность разрушения связей выступающих микронеровностей с основным материалом. Постепенное разрушение этих связей при высоких температурах давлениях обусловлено так же как адгезионным схватыванием цементирующей связки с ферритом и аустенитом обрабатываемого материала, так и диффузионным ее растворением. Однако в обоих случаях износа (и адгезионного, и диффузионного) по-прежнему большое значение имеют усталостные явления, вызывающие постепенное расшатывание структуры твердого сплава и образование микротрещин. Переменные механические и термические напряжения, обусловленные этими явлениями, способствуют также возникновению и развитию микротрещин.

Зависимость инструментов от скорости резания, характеризуется некоторой горбообразной кривой, максимум которой дает значение оптимальной скорости резания для данных условий механической обработки. Главным фактором, определяющим физическую картину указанной зависимости, является температура соприкасающихся поверхностей. Однако между температурой и величиной износа нет линейной или даже монотонной зависимости. Это объясняется различием физических механизмов износа и разрушения режущих кромок при различных скоростях резания. Увеличение скоростей резания, т. е. повышение температуры контакта до некоторого предела, приводит к уменьшению износа вследствие снижения интенсивности адгезионных явлений. Повышение скорости резания сверх оптимальной вызывает уменьшение стойкости инструмента вследствие возрастания интенсивности диффузионного износа. Большое влияние на процесс износа оказывает образование защитных пленок вследствие адсорбции при низких скоростях резания и окисления при высоких. Возникающие в зоне резания чистые металлические поверхности находятся в активном состоянии приводя к образованию при высоких температурах чрезвычайно прочных пленок окислов.

Наличие этих тончайших пленок окислов препятствует молекулярным контактам режущей части инструмента и обрабатываемого металла, заменяя трение между чистыми металлами трением между окислами. Прочность пленки окисла зависит от температуры, толщины пленки и свойств материалов. Наибольшей прочности пленки окислов достигают при кристаллохимическом соответствии металла с образующейся пленкой; при этом кристаллическую решетку окисла можно рассматривать как продолжение решетки металла. Определенное влияние на улучшение условий трения оказывает также более высокая микротвердость окислов; она примерно в 5 раз превышает микротвердость основного металла. Наличие на контактных поверхностях окисных пленок снижает коэффициент трения примерно втрое по сравнению с коэффициентом трения чистых поверхностей. На основе этого существует другое объяснение повышения красностойкости твердых сплавов, содержащих карбиды титана. Согласно ему на контактной поверхности под действием высоких температур резания происходит интенсивное окисление частиц карбида титана. Поверхностная пленка обеспечивает более высокую износостойкость, которая тем больше, чем выше содержание TiC в твердом сплаве (до определенного пределу 25-40%).

Кстати, чтобы в будущем избежать проблем с сантехникой, проще купить нержавеющую трубу, чем обычную, темболее в цене различие не столь существенное.