Streszczenie:
Celem pracy było opisanie mechanizmu wodorowego zużywania warstwy wierzchniej metalu skojarzonego z polimerowym kompozytem ciernym oraz weryfikacja niektórych metod ograniczenia niszczącego wpływu wodoru. Na podstawie analizy aktualnego stanu wiedzy o zużyciu wodorowym przedstawiono model procesu w parze ciernej hamulca tarczowego. W stosunku do dotychczas znanych modeli zakłada on niszczenie warstwy wierzchniej metalu w wyniku oddziaływania na jego strukturę, uwolnionego w styku ciernym z produktów zużycia kompozytu i otoczenia, wodoru. Produkty te są efektem mechano – termodestrukcji tarciowej polimerowych kompozytów ciernych. Model ten umożliwił wyodrębnienie poszczególnych etapów procesu i badanie jego przebiegu oraz skutków. Opisano prawdopodobne mechanizmy zużywania wodorowego i odniesiono je do zaobserwowanych na powierzchni tarcia postaci uszkodzeń. Wykazano, że w styku tarciowym metalu z polimerowym kompozytem występują, w zależności od parametrów procesu tarcia, dwie postacie niszczenia powierzchni – rozdrobnienie (dyspergowanie) i dekohezja struktury. Ponadto uzyskano niezbędne informacje o ilości wodoru kumulowanego w warstwie wierzchniej, przekraczającej wartości krytyczne dla struktury stali. Powierzchnia tarcia metalu, w którym maksimum koncentracji wodoru leży tuż pod nią (do 0,1mm) zużywa się poprzez uplastycznienie, a następnie rozdrobnienie. Uplastycznienie jest spowodowane: odwęgleniem przez wodór cienkiej warstwy powierzchniowej i ułatwianiem wyjść dyslokacjom. Odpowiada to w przypadku hamulców warunkom hamowania określonym średnią wartością temperatury powierzchni tarcia około 200°C. Dla warunków tarcia, w których temperatura przekracza 200°C, maksimum koncentracji wodoru znajduje się w głębszych warstwach (ponad 0,3mm), a zużycie warstwy wierzchniej następuje w wyniku dekohezji struktury. Czynnikiem sprawczym jest tu duża kumulacja wodoru w pułapkach sieci krystalicznej, przekraczająca stężenie krytyczne. Wskutek zmienności procesu tarcia rozwijają się mikropęknięcia w strukturze i oddzielenie większych cząstek. Oba procesy mogą zachodzić jednocześnie.
Poznanie mechanizmu zużywania wodorowego w parach ciernych hamulca umożliwiło zaproponowanie metod zapobiegających temu procesowi. Zweryfikowano dwie metody- poprzez zmianę składu kompozytu i przez zastosowanie warstwy barierowej na metalu. Uzyskano pozytywne wyniki badań potwierdzające słuszność przyjętych metod.
W podsumowaniu przedstawiono propozycje kierunków dalszych badań i metod ograniczenia zużycia wodorowego.
Pojedyncze egzemplarze monografii do nabycia u Autora