Стандартен метод за изпитване на линейно плъзгащо износване между плоска и противоположна повърхност ASTM G133

Стандартът „ASTM G133 Стандартен метод за изпитване на плъзгащо износване на линейна възвратно-постъпателна топка-плоска повърхност“, разработен от Американското дружество за изпитване и материали (ASTM), описва метод за изпитване за определяне на плъзгащото износване на керамика, метали и други кандидат-износоустойчиви материали, използвайки линейна, възвратно-постъпателна геометрия на топка-плоска повърхност.

Посоката на относителното движение между плъзгащите се повърхности периодично се обръща, така че плъзгането се случва напред-назад по права линия. Ключовите величини от интерес са обемите на износване на контактуващите материали на топката и плоския образец. Коефициентът на кинетично триене обаче може да бъде измерен и с помощта на описания метод. Този метод за изпитване обхваща както несмазани, така и смазани процедури за изпитване. Този метод за изпитване обаче не обхваща изпитвания, проведени в корозивни или химически агресивни среди.

Този метод на изпитване е предназначен да симулира геометрията и движенията, наблюдавани в много компоненти на триене, чиято нормална работа води до периодични обръщания в относителната посока на плъзгане. Износването, произтичащо от този модел на движение, може да се различава от износването, наблюдавано, когато същите материали се плъзгат непрекъснато само в една посока (еднопосочно плъзгане), дори при сравними времена на контакт. Изпитвателните натоварвания и скорости трябва да се определят от тежестта на предложеното приложение или целта на изпитването. В тези изпитвания може да се използва един от двата набора от условия на изпитване (процедури А и Б).

Този метод на изпитване симулира износването, изпитвано от компоненти, подложени на периодични обръщания на плъзгащо движение, които са често срещани в реални трибологични системи, като например компоненти на двигатели, спирачки и съединители. Стандартът ASTM G133 се използва широко в индустрии като автомобилната, аерокосмическата и производствената, за оценка на издръжливостта на материалите при специфични условия на износване.

ASTM G133 описва контролиран метод за измерване на износването от плъзгане при линейно, възвратно-постъпателно движение. Изпитването включва триене на горен образец с форма на топка в плосък долен образец, като посоката на движение периодично се обръща. Основните показатели от интерес са обемите на износване на сферичните и плоските образци, но може да се измери и коефициентът на кинетично триене. Този стандарт поддържа както смазани, така и несмазани условия на изпитване, което го прави универсален за различни приложения.

Този метод на изпитване е предназначен да имитира геометрията и движението на компонентите, подложени на възвратно-постъпателно плъзгане. Това го отличава от тестовете за плъзгане в една посока, като например стандарта ASTM G99. Това разграничение е от решаващо значение, тъй като поведението на износване може да се различава значително поради обръщане на напрежението и преходи към нулева скорост на дрейф при тестове със смазване. Този стандарт е особено ценен за оценка на износването в системи, където обръщането на движението е често срещано, като например лагери, уплътнения или бутални пръстени. Условията на изпитване, като натоварване и скорост, са съобразени с тежестта на предвиденото приложение.

Методът за изпитване ASTM G133 включва следните основни стъпки:

• Подготовка на пробата: Подготвят се проба с плоско дъно и сферична проба (топка) в горната част. Плоската проба трябва да има достатъчна повърхност, за да поеме движението напред-назад.
• Тестова установка: Образците са монтирани на линеен трибометър с възвратно-постъпателно движение. Тази установка позволява прецизен контрол на натоварването, скоростта и условията на околната среда (напр. температура, влажност или смазване).
• Условия на изпитване: Този стандарт включва две процедури (А и Б) с различни настройки на натоварването и скоростта, подходящи за различни приложения. Изпитванията могат да се извършват със или без смазване.
• Измерване: Обемите на износване обикновено се изчисляват чрез измерване на следите от износване както върху сферични, така и върху плоски образци, използвайки техники като оптична профилометрия или 3D топография. Коефициентът на триене може да бъде записан и с помощта на подходящи сензори.
• Докладване на данни: Резултатите включват обеми на износване, коефициенти на триене и условия на изпитване. Този стандарт набляга на ясното докладване, за да се гарантира повторяемост.

Стандартът ASTM G133 се използва в индустриите за:

• За оценка на износоустойчивостта на материали като керамика, метали и покрития.
• Да се ​​сравни работата на смазочните материали в противоположни плъзгащи се точки на контакт.
• Симулиране на реални условия в компоненти като части на двигателя, лагери и биомедицински импланти.
• Подкрепа за научноизследователска и развойна дейност на нови износоустойчиви материали или повърхностни обработки.

Този стандарт обаче има някои ограничения:

• Точност на измерване на износването: Този стандарт отбелязва, че изчисленията на обема на износване могат да бъдат склонни към грешки, особено при неравномерни следи от износване. Препоръчват се подобрения в техниките за измерване, като например 3D профилометрия, за да се подобри точността.
• Специфичност: Тестът е специфичен за линейно възвратно-постъпателно движение и може да не е напълно представителен за други механизми на износване (напр. абразивно или ерозивно износване).
• Контрол на околната среда: Промените във влажността или температурата могат да повлияят на резултатите и изискват внимателен контрол по време на тестването.

Изследванията подчертават предизвикателствата при изчисляването на обема на износване по метода за изпитване ASTM G133, особено когато следите от износване са неравномерни. Едно проучване предлага подобрения за намаляване на грешките при определяне на обема на износване от 106% на 17% чрез подобряване на методите за измерване, като например приемане на 3D топография вместо традиционна профилометрия.

В резултат на това, стандартът ASTM G133 предоставя стабилна рамка за оценка на износването при плъзгане в бутални системи, предоставяйки ценна информация за характеристиките на материалите при реални условия. Неговата гъвкавост при провеждане както на смазани, така и на несмазани тестове прави този стандарт критичен инструмент за учените и инженерите по материалознание. Потребителите обаче трябва да осигурят прецизни техники за измерване и контрол на околната среда, за да увеличат максимално точността.

Нашата организация, която служи от много години и щателно следи световните развития в науката и технологиите, провежда тестове, измервания и анализи в широк спектър от области за бизнеса във всеки сектор с квалифициран екип и обширна инфраструктура. В този контекст, ние също така предоставяме услуги за тестване в съответствие със „ASTM G133 Стандартен метод за изпитване на линейно реципрочно плъзгащо износване от топка и плоска повърхност“.