В современных машинах в процессе эксплуатации деталей и узлов в механизмах и агрегатах происходит их изнашивание, что определяет срок службы всего изделия. Как известно [1–40], интенсивность изнашивания определяется и зависит от ряда основных факторов, а именно от химического состава сталей, параметров структурного состояния, физикомеханических свойств, а также условий, в которых осуществляется износ, — это удар, скольжение, нагрев и др. внешние воздействия. Комплексное воздействие данных факторов в итоге определяет механизм изнашивания деталей из различных износостойких сталей [6, 7, 15–19, 21–23, 27–40].
Работоспособность и долговечность деталей машин, работающих в условиях абразивного изнашивания [1, 37, 39] и больших силовых нагрузок, обуславливается высоким уровнем эксплуатационных свойств их материалов, а именно износостойкостью и ударной вязкостью [2–9].
Отделение продуктов износа с поверхности металла при абразивном изнашивании происходит в результате либо однократного, либо многократного воздействия абразивных тел на единичный объем металла. В первом случае в зоне трения реализуются процессы микрорезания, во втором — процессы пластического деформирования (микросмятия). При этом интенсивность изнашивания в первом случае значительно выше, чем во втором. Реализация того или иного механизма изнашивания зависит от соотношения твердостей материала и абразива. Переход от микросмятия к микрорезанию происходит при условии:
где: Нм и На — соответственно твердости металла и абразивных частиц.
В области микрорезания при Нм < 0,7На относительная износостойкость прямопропорциональна твердости изнашиваемого материала:
где: в — некоторая константа, определяемая свойствами материала.
Зависимость (2) справедлива для ряда технически чистых металлов и отожженных сталей, т. е. для весьма мягких материалов. Для этих же материалов справедлива зависимость износостойкости от их модуля упругости, выражаемая формулой: