При эксплуатации машин и механизмов, содержащих пары трения, возникает их износ. Из-за этого у многих низкий ресурс работы. По данным [1–6], 50…80% машин выходят из строя по причине износа деталей, хотя за последние годы использование эффекта безызносности значительно расширилось (рис. 1).
В процессе изнашивания при трении скольжения, когда реализуются усталостное, коррозионное, адгезионное, эрозионное или другие виды поверхностных повреждений, важную роль играют структура и физико-механический комплекс свойств тонкого приповерхностного слоя материала, от которых зависит характер формирующихся при трении динамических структур, механизмы разрушения и кинетика изнашивания.
Одной из основных особенностей работы пар трения является неравномерность изнашивания вдоль образующей, повышенный износ, вызванный условиями трения. А именно импульсным приложением нагрузки, многократным перемещением контактирующих поверхностей, что приводит к пластическим деформациям, макрорезанию и в конечном итоге к потере работоспособности.
Необходимо учитывать, что интенсивность изнашивания соединений чаще всего определяется структурой, физико-механическими и геометрическими характеристиками материалов деталей (твердость, шероховатость и т. д.), условиями работы соединения (наличие смазки, температура, воздействие абразива, давление, скорость относительного перемещения трущихся деталей), конструктивными особенностями соединения (шарнир, подшипник скольжения, направляющая; наличие уплотнения, открытое сопряжение). С целью повышения износостойкость цилиндрических подвижных соединений необходимо добиваться улучшения качества поверхностей сопрягаемых деталей за счет использования упрочняющих технологий.
Одним из решений повышения износостойкости является применение и химико-термической обработки (ХТО) или термической обработки [7–12].
Было разработано и исследовано большое количество методов повышения износостойкости. Большой вклад внесли Арзамасов В.Б., Герасимов С.А., Лахтин Ю.М., Кудрявцев Н.Т., Рыжов М.Н., Сидорин И.И. и др.