4. Các yếu tố ảnh hƣởng tới mòn
4.2 Ảnh hƣởng của điều kiện vận hành
Bản đồ mòn loại trừ ảnh hưởng của môi trường đến các cơ chế mòn. Khơng có một cơ chế mịn đơn nào xảy ra trong một dải rộng các điều kiện vận hành, thực tế ln tồn tại một vài cơ chế mịn mà vai trò của chúng đối với mòn thay đổi khi điều kiện vận hành thay đổi. Sự chuyển tiếp của các cơ chế mịn chính gây nên sự thay đổi về tốc độ mòn, điều này thường xảy ra theo hàm số của thời gian. Sự thống trị của các cơ chế mòn tuỳ theo sức bền cơ học và mức độ dính ở chỗ tiếp xúc. Tăng tải trọng pháp tuyến dẫn đến sự phá huỷ cơ học bề mặt do ứng suất tiếp xúc cao.Tăng tải trọng pháp tuyến và vận tốc trượt dẫn đến tăng nhiệt độ trên các lớp bề mặt là nguyên nhân tạo thành các lớp màng hoá học bề mặt ( chủ yếu là màng ơxy hố) đồng thời giảm sức bền cơ học và đôi khi thay đổi cấu trúc tế vi bề mặt. Trong điều kiện tích PV lớn, có thể xảy ra hiện tượng chảy cục bộ vùng gần bề mặt.
Mòn nhẹ xảy ra do tiếp xúc trực tiếp kim loại – kim loại ở đỉnh các nhấp nhơ giảm tới tối thiểu bởi sự hình thành lớp màng ơxy hố do nhiệt ma sát. Mòn nhẹ xảy ra dưới bốn bộ điều kiện phân biệt sau đây:
- Áp xuất tiếp xúc và vận tốc trượt thấp, một lớp màng ơxy hố có chiều dày khoảng vài nanơ mét hình thành ngăn tiếp xúc kim loại trực tiếp và không bị phá vỡ do tải nhẹ.
- Vận tốc trượt cao hơn, một lớp màng ơxy hố dày hơn và dòn hơn liên tục tạo ra do nhiệt độ cao. Quá trình ơxy hố liên tục lớp màng ơxít.
- Tải trọng cao hơn, một lớp bề mặt cứng( mactensit) được tạo thành trên bề mặt thép các bon do nhiệt ma sát cục bộ ở đỉnh nhấp nhô và hiện tượng tôi xảy ra khi nhiệt độ tản vào bề mặt. Nhiệt độ bề mặt càng cao cũng tạo ra một lớp màng ơxy hố dày hơn được đỡ bởi lớp cứng bề mặt.
- Tốc độ trượt cao hơn, nhiệt độ bề mặt tiếp xúc tăng lên tạo nên các lớp màng dày. Các lớp màng ơxy hố có tác dụng giảm dịng nhiệt từ bề mặt vào nền là ngun nhân làm cho hiện tượng ơxy hố trở nên khốc liệt.
- Mòn khốc liệt xảy ra trong điều kiện tiếp xúc trực tiếp kim loại – kim loại xảy ra. Mòn khốc liệt xảy ra dưới ba bộ điều kiện phân biệt.
- Áp suất tiếp xúc lớn và vận tốc trượt nhỏ, áp xuất lớn đủ phá vỡ màng mỏng ôxuýt dẫn đến tiếp xúc trực tiếp kim loại – kim loại ở đỉnh các nhấp nhô.
- Áp suất tiếp xúc và vận tốc trượt trung bình, tải trọng lúc này đủ lớn để phá vỡ các lớp màng ơxy hóa dày hơn nhưng dịn được sinh ra.
- Cả áp suất tiếp xúc và vận tốc trượt đều cao, các điều kiện trượt khốc liệt tới mức mà nhiệt độ cục bộ đạt tới nhiệt độ nóng chảy của thép tạo thành một lớp màng lỏng ở chỗ tiếp xúc dẫn đến mòn khốc liệt.