Изнашивание — это процесс разрушения и отделения материала с поверхности твердого тела и (или) накопления его остаточной деформации при трении, проявляющейся в постепенном изменении размеров и (или) формы тела. Результат изнашивания, определяемый в установленных единицах (длины, объема, массы), называется износом.
Классификация видов изнашивания приведена на рис. 1.
Механическое изнашивание — это изнашивание в результате механических воздействий.
Абразивное изнашивание — это механическое изнашивание материала в результате в основном режущего или царапающего действия на него твердых частиц, находящихся в свободном или закрепленном состоянии.
Из всех видов изнашиваний наиболее распространено абразивное. Примером может быть изнашивание втулок цилиндра и поршней двигателей, дейдвудных подшипников буксирных судов при работе на мелководье и др.
Эрозионное изнашивание — это механическое изнашивание в результате воздействия потока жидкости и (или) газа; ему подвержены гребные винты, рабочие колеса центробежных и осевых насосов, наружные и внутренние поверхности нагрева паровых водотрубных котлов, рабочие, направляющие и сопловые лопатки паровых и газовых турбин и др.
Рис. 1. Классификация видов изнашивания
Гидроэрозионное (газоэрозионное) изнашивание — это эрозионное изнашивание в результате воздействия потока жидкости (газа).
Гидроабразивное (газоабразивное) изнашивание — это абразивное изнашивание в результате действия твердых частиц, взвешенных в жидкости (газе) и перемещающихся относительно изнашивающегося тела; гидроабразивное изнашивание происходит, например, в трубопроводах под воздействием твердых частиц, движущихся по трубопроводу с рабочей жидкостью; газоабразивное изнашивание наблюдается у кромок лопаток газовых турбин под воздействием частиц золы, движущихся вместе с газовоздушным потоком.
Электроэрозионное изнашивание — это эрозионное изнашивание поверхности в результате воздействия разрядов при прохождении электрического тока; отмечается на электроконтактах.
Усталостное изнашивание — это механическое изнашивание в результате усталостного разрушения при повторном деформировании микрообъемов материала поверхностного слоя; может происходить при качении и скольжении, например растрескивание и выкрашивание антифрикционного металла подшипников двигателей, усталостное изнашивание шариков и роликов подшипников качения, зубьев зубчатых передач в районе линии контакта и т. д.
Изнашивание при заедании — изнашивание в результате схватывания, глубинного вырывания материала, переноса его с одной поверхности трения на другую и воздействия возникающих неровностей на сопряженную поверхность; встречается на контактной поверхности зубьев тяжело нагруженных зубчатых передач при срывах в режиме смазки.
Коррозионно-механическое изнашивание — это изнашивание в результате механического воздействия, сопровождаемого химическим и (или) электрическим взаимодействием материала со средой; характерно для шеек валов насосов, работающих в морской воде.
Окислительное изнашивание — это коррозионно-механическое изнашивание, при котором основное влияние на изнашивание имеет химическая реакция материала с кислородом или окисляющей окружающей средой.
Кавитационное изнашивание — это гидроэрозионное изнашивание при движении твердого тела относительно жидкости, при котором пузырьки газа захлопываются вблизи поверхности, что создает местное повышение давления или температуры.
Явление кавитации и связанное с ним кавитационное изнашивание наблюдается у лопастей гребных винтов и рабочих колес центробежных и осевых насосов.
Изнашивание при фретинг-коррозии — это коррозионно-механическое изнашивание соприкасающихся тел при малых колебательных относительных перемещениях; подвержены посадочные места гребных валов в районе кормовых торцов облицовок, конуса гребных валов и винтов и др.
В процессе изнашивания трением все перечисленные явления происходят часто одновременно, но одно из них обычно является ведущим, определяющим износ, остальные ему сопутствуют.
В последние годы рядом исследований, выполненных советскими учеными, установлено существование в узлах трения машин и механизмов явления водородного изнашивания, представляющее собой цепь физико-химических процессов, осуществление которых обусловлено трением: выделение водорода из смазки или твердого тела, переход его на стальное контртело, охрупчивание или разрушение им поверхностного слоя стали.