Повышение надежности и долговечности машин и механизмов 1 федеральное государственное бюджетное

Проблемы износа в машинах и механизмах 
________________________________________________________________________________ 
351 
структурного состояния, о чем свидетельствует минимальное изменение энергии де-
формации. Образование окисных пленок F
2
O
3
и F
3
O
4
на контактной поверхности ре-
жущего инструмента в процессе нормального изнашивания приводит к ослаблению 
адгезионных связей между инструментом и обрабатываемым материалом. 
Формирование на участке нормального изнашивания высокоугловой фрагмен-
тированной структуры в подповерхностных слоях до 5 – 10 мкм обусловливает заме-
ну изношенных поверхностных фрагментированных слоев инструментального мате-
риала слоями с такой же дисперсной диссипативной структурой. Именно данные 
процессы упрочнения: формирование фрагментированной высокоугловой структуры 
– эффективного канала диссипации энергии в поверхностных и подповерхностных 
слоях режущего инструмента – образование защитных окисных пленок – приводят к 
минимальной интенсивности износа в период нормального изнашивания в процессе 
резания. Активное развитие окислительного износа в процессе изнашивания способ-
ствует окислению межзеренных границ контактной зоны режущего инструмента, ко-
торое приводит к разупрочнению. Этот процесс способствует расколу и вырыву ча-
стиц зерен карбидов и матрицы. 
При увеличении скорости резания в процессе нормального изнашивания 
наблюдается лишь частичная фрагментация поверхностного слоя. Образование разви-
той фрагментированной структуры не происходит вследствие активизации диффузи-
онного движения дислокаций, способствующего обходу препятствий в плоскостях 
скольжения. То есть образуется субструктура, состоящая частично из фрагментов с 
высокоугловыми границами межзеренного типа, частично из ячеек с малоугловыми 
границами [3]. Это приводит к снижению порога энергетического насыщения поверх-
ностных слоев, что вызывает уменьшение периода нормального изнашивания и стой-
кости режущего инструмента. На форсированных режимах резания процессы, проте-
кающие в контактной зоне инструментального материала, определяются в первую 
очередь температурным фактором, проявляющимся в высокой подвижности дислока-
ций из-за интенсивного движения линейных дефектов по диффузионному механизму. 
Это препятствует образованию диссипативной фрагментированной структуры и акти-
визирует развитие разупрочняющих процессов: полигонизацию, окисление межзе-
ренных границ фазовых составляющих и аустенизацию матрицы режущего инстру-
мента. Данные процессы обусловливают низкую стойкость инструмента из быстро-
режущей стали [4]. 
Таким образом, динамическое развитие процессов упрочнения (от таких дисло-
кационных структур, как малоугловые границы и дислокационные ячейки до фраг-
ментированной структуры с высокоугловымиграницами межзеренного типа) и 
разупрочнения (развитие окисления межзеренных границ фазовых составляющих ин-
струмента, полос скольжения, образование диссипативных структур на низком 
уровне) в контактной зоне режущего инструмента определяют его износостойкость.