Общие положения. Поверхностный слой – часть детали, непосредственно контактирующая с окружающей средой или контртелом и подверженная воздействию технологических методов

Поверхностный слой – часть детали, непосредственно контактирующая с окружающей средой или контртелом и подверженная воздействию технологических методов обработки. При идеальной структуре металла каждый атом, находящийся внутри, во всех направлениях подвергается воздействию окружающих его атомов и находится в состоянии устойчивого равновесия.

Атомы, расположенные на поверхности, имеют связи только с соседними и нижележащими атомами, находятся в состоянии неустойчивого равновесия и обладают запасом свободной энергии. Толщина данного активного слоя составляет 1-2 ряда атомов толщиной порядка м. Поверхностная энергия разделяется на кинетическую (за счёт изменения режимов колебания атомов) и потенциальную (за счёт искажения норм строения решётки).

Из-за повышенной активности поверхность твёрдого тела притягивает из окружающей среды жиры, пары и газы. Процесс притягивания элементов без образования химических соединениий называется адсорбцией. Если притянутые элементы вступают в химиическую реакцию с атомами на поверхности металла – это абсорбция.

Адсорбция снижает поверхостное натяжение и энергию поверхностных атомов, что облегчает развитие деформации поверхностного слоя.

В общем случае структура поверхностного слоя деталей машин выглядит следующим образом: газы, пары, жиры или соли, оксиды, деформированная часть металла, основной металл.

В случае абсорбции в стальных деталях в направлении от поверхности в тело детали располагаются следующие оксиды: Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO. Результаты эксплуатации и изучения ДМ показывают, что их разрушение начинается в поверхностном слое, поэтому основной задачей технологии является создание поверхностного слоя с определёнными физико-механическими свойствами и микрогеометрией, затрудняющими развитие разрушений, а так же выбор технологических методов обеспечивающих создание поверхностного слоя с данными свойствами.

Кач-во пов-го слоя ДМ оценивается следующими основными группами показателей:

1) Шероховатость

2) Физико-химическое состояние

3) Напряжённое состояние пов-го слоя