Применение керметов при обработке сталиНедостаточная износостойкость деталей машин в значительной мере ограничивает производительность машинного парка, так как увеличение нагрузок на отдельные элементы машин или повышение скоростей в ряде случаев недопустимо вследствие быстрого износа и выхода ее из строя. Быстрый износ машин в условиях эксплуатации приводит к простоям, связанным с ремонтом и регулировкой, что вызывает большие материальные и трудовые затраты.

При трении и износе деталей машин на поверхности и в поверхностных слоях металла под влиянием внешних механических воздействий среды, материала трущихся пар, в зависимости от исходного состояния поверхности, теплоты трения возникают и развиваются механические, физические и химические процессы.

Из этих процессов наиболее существенными при износе являются процессы схватывания, окисления, усталостного и абразивного разрушения.

По классификации Б. И. Костецкого [5,36], основными видами износа деталей машин являются:
1) окислительный износ характеризуется диффузией кислорода в металл деформируемых при трении поверхностей и образованием твердых и хрупких (относительно легко разрушаемых) окислов (например, FeO; Fe₂O₃; Fe₃O₄). Окислительный износ является наиболее распространенным среди других видов износа;
2) тепловой износ имеет место при больших скоростях скольжения и в тяжелонагруженных деталях;
3) абразивный износ рассматривается- как процесс царапанья трущихся поверхностей твердыми абразивными частицами;
4) осповидный износ характерен для трения качения.

И. В. Крагельский подразделяет взаимодействие трущихся поверхностей на два вида: а) механическое воздействие (внедрение); б) молекулярное (притяжение и схватывание).
По классификации М. М. Хрущева, все разновидности износа разделяются на три группы: 1) механические виды; 2) молекулярномеханические; 3) коррозионно-механические.

Исследования показывают, что в связи с процессом трения и износа имеют место три состояния поверхности и поверхностных слоев металла узлов трения: исходное, рабочее и остаточное.

Исходное состояние поверхности и поверхностных слоев определяется материалом элементов узла трения и технологией обработки входящих в него деталей.

Рабочее состояние поверхностных слоев формируется в процессе эксплуатации под действием рабочих нагрузок и соответствующих сред. В поверхностном слое, находящемся в рабочем состоянии, возникают процессы, возможности развития которых обусловлены исходным состоянием поверхностного слоя и условиями эксплуатации. После снятия нагрузки трением в поверхностных слоях деталей фиксируется остаточное состояние.

Рассмотрим процесс износа трущихся поверхностей (рис. 2.4). Вначале сравнительно быстро, за период времени 0-t₀, происходит процесс истирания выступающих неровностей, т. е. протекает начальный период изнашивания — «приработка» поверхностей.

Рис. 2.4. Кривая износа деталей машин при сухом трении

Далее процесс изнашивания протекает медленнее, и этот период (t₀-t_k) определяет срок службы детали. Иногда обнаруживается резкое увеличение износа — это обычно происходит вследствие увеличения зазора сверх допустимой величины. Величина начального износа трущихся поверхностей обычно значительно больше, чем износ за весь дальнейший срок службы.

Формирование исходного состояния поверхностных слоев завершается при окончательной технологической обработке. Поэтому важно получить такое качество поверхности при изготовлении деталей машин, которое было бы в условиях эксплуатации близким к рабочему состоянию поверхностных слоев и сопровождалось высоким комплексом прочностных свойств.