A Contribution to the Knowledge of Synergy in Tribology Systems

• Autorzy: Tyczewski Przemysław , Zwierzycki Wiesław , Stachowiak Arkadiusz , Ulbrich Dariusz

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0016.1617

Warianty tytułu

PL

Przyczynek do wiedzy o synergii w układach tribologicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article contains information about the knowledge of synergism in tribology systems. Two examples of analyses of synergism in tribology systems are presented in the article. In the first example, the interaction coefficient (synergy coefficient) was used to evaluate a set of engine and gear oils composed of special lubricating (surface-active) additives to improve the galling load – a measure of boundary layer strength, evaluated on a 4-ball apparatus. Using the interaction coefficient, a 12-element set of oils (compositions) was "separated" into three groups: synergism with additives (K_S>1), sometimes strong, at K_S=2, neutral interaction (K_N=1), antagonism with additives (K_A<1). Analysis of test results using the synergism coefficient also makes it possible to select the optimal additive concentration in commercial oil. In the second case, a three-factor system was analysed, in which the resultant (undesirable) characteristic was a measure of mechanical corrosion-abrasive wear of metal parts. In specially designed experiments, the components of total wear derived from the three underlying factors (mechanical, corrosion and environmental), and the interaction between them was determined. The contribution of the sum component of the mechanical-corrosion-abrasive interactions was found to range from 40 to 50% of the total wear (at 50%, there is a strong synergism K_S=1).

PL

Artykuł zawiera informacje mające uzupełnić wiedzę o synergizmie w systemach tribologicznych. Przedstawiono dwa przykłady analiz synergizmu w układach tribologicznych. W pierwszym z przykładów posłużono się współczynnikiem oddziaływania (współczynnikiem synergii) do oceny zbioru olejów silnikowych i przekładniowych, które komponowano ze specjalnymi dodatkami smarnościowymi (aktywnymi powierzchniowo) w celu poprawy tzw. obciążenia zatarcia – miary wytrzymałości warstwy granicznej, ocenianej na aparacie 4-kulowym. Posługując się współczynnikiem oddziaływania rozdzielono 12-elementowy zbiór olejów (kompozycje) na trzy grupy wykazujące: synergizm z dodatkami (K_S>1), niekiedy silny, przy K_S=2, współdziałanie neutralne (K_N=1), antagonizm z dodatkami (K_A<1). Analiza wyników badań przy pomocy współczynnika synergizmu pozwala również dobrać optymalne stężenie dodatku w oleju handlowym. W drugim z przypadków analizowano system trójczynnikowy, w którym cechą wynikową (niepożądaną) była miara zużycia mechaniczno-korozyjno-ściernego elementów metalowych. W specjalnie zaprojektowanych eksperymentach wyznaczono składowe zużycia całkowitego pochodzące od trzech czynników bazowych (mechanicznego, korozyjnego i środowiskowego) oraz od interakcji między nimi. Stwierdzono, że udział składowej sumarycznej odziaływań interakcyjnych mechaniczno-ścierno-korozyjnych wynosi od 40 do 50% zużycia całkowitego (przy 50% występuje silny synergizm K_S=1).

Słowa kluczowe

EN

tribology; tribocorrosion; friction; corrosion; wear; synergy

PL

tribologia; tribokorozja; tarcie; korozja; zużycie; synergia

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2022
• Tom: nr 4
• Strony: 95--101
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys., tab., wykr., wz.

Twórcy

autor

Tyczewski Przemysław

• Poznan University of Technology, Faculty of Civil and Transport Engineering, Institute of Machines and Motor Vehicles. Piotrowo 3 Street, 6-965 Poznań, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-7771-7091

autor

Zwierzycki Wiesław

• Poznan University of Technology, Faculty of Civil and Transport Engineering, Institute of Machines and Motor Vehicles. Piotrowo 3 Street, 6-965 Poznań, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-9950-4799

autor

Stachowiak Arkadiusz

• Poznan University of Technology, Faculty of Civil and Transport Engineering, Institute of Machines and Motor Vehicles. Piotrowo 3 Street, 6-965 Poznań, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-4170-6507

autor

Ulbrich Dariusz

• Poznan University of Technology, Faculty of Civil and Transport Engineering, Institute of Machines and Motor Vehicles. Piotrowo 3 Street, 6-965 Poznań, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-4154-1167

Bibliografia

• 1. Burakowski T.: Rozważania o synergizmie w inżynierii powierzchni, Wydawnictwo Politechniki Radomskiej, Radom 2004.
• 2. Burakowski T: Synergizm w eksploatacji, Problemy Eksploatacji 2001, 4, pp. 89–102.
• 3. Burakowski T.: Areologia. Podstawy teoretyczne, Wydawnictwo Instytutu Technologii Eksploatacji, Radom 2013, seria: Biblioteka problemów eksploatacji.
• 4. Zwierzycki W.: Oleje paliwa i smary dla motoryzacji i przemysłu, RN „GIMAR” i Wydawnictwo Instytutu Technologii Eksploatacji, Radom 2001.
• 5. Mischler S., Rosset E., Stachowiak G.W., Landolt D.: Effect of sulfuric acid concentration on the rate of tribocorrosion of iron, Wear 167 (1993), pp. 101–108.
• 6. Tu J.P., Liu M.S.: Wet abrasive wear of ordered Fe3al. Alloys, Wear 209 (1997), pp. 31–36.
• 7. Jiang X.X., Li S.Z., Tao D.D., Yang J.X.: Accelerative affect of wear on corrosion of high – alloy stainless steel, Corrosion, 49 (10) (1993), pp. 836–841.
• 8. Mills D.J., Knutsen R.D.: An investigation of the tribological behavior of a high – nitrogen Cr-Mn austenitic stainless steel, Wear 215 (1998), pp. 83–90.
• 9. Burstein G.T., Sasaki K.: Effect of impact angle on the slurry erosion – corrosion of 304L stainless steel, Wear 240, 2000, pp. 80–94.
• 10. Zheng Y.G., Yao Z.M., Ke W.: Erosion – corrosion resistant alloy development for aggressive slurry flows, Materials Letters 46 2000, pp. 362–368.
• 11. Kwok C.T., Cheng F.T., Man H.C.: Synergistic effect of capitation erosion and corrosion of various engineering alloys in 3.5 % NaCl solution, Materials Science and Engineering A290 (2000) 145–154.
• 12. Madsen B.W.: Measurement of erosion – corrosion synergism with a slurry wear test apparatus, Wear, 123 (1988), pp. 127–142.
• 13. Madsen B.W.: Standard guide for determining amount of synergism between wear and corrosion, ASME G119-93, 1994, Ann. Book ASTM Stand., Vol. 03.02, Wear and Erosion, Metal Corrosion, ASTM, Philadelphia, PA, 1994, pp. 507–512.
• 14. Yugui Zheng, Zhiming Yao, Xiangyun Wei, Wei Ke: The synergistic effect between erosion and corrosion in acidic slurry medium, Wear 186–187 (1995), pp. 555–561.
• 15. Assi F., Böhni H.: Study of wear – corrosion synergy with a new microelectrochemical technique, Wear, 233 – 235, 1999, pp. 505–514.
• 16. Zhang T.C., Jiang X.X., Li S.Z., Lu X.C.: A quantitative estimation of the synergy between corrosion and abrasion, Corrosion Science, Vol. 36, No. 12, 1994, pp. 1953–1962.
• 17. Watson S.W., Friedersdorf F.J., Madsen B.W., Cramar S.D.: Methods of measuring wear – corrosion synergism, Wear, 181 – 183 (1995), pp. 476–484.
• 18. Noël R.E.J., Ball A.: On the synergistic effects of abrasion and corrosion during wear, Wear, 87 (1983), pp. 351–361.
• 19. Kotlyar D.C., Pitt C.H., Wadsworth M.E.: Simultaneous corrosion and abrasion measurements under grinding conditions, Corrosion, 44 (1988), pp. 221–228.
• 20. Barker K.C., Ball A.: Synergistic abrasive corrosive wear of chromium – containing steels, British Corrosion Journal, 24 (1989), pp. 222–228.
• 21. Batchelor A.W., Stachowiak G.W.: Predicting synergism between corrosion and abrasive wear, Wear, 123 (1988), pp. 281–291.
• 22. Yue Z., Zhou P., Shi J.: Some factors influencing corrosion – erosion performance of materials, in K.C. Ludema (ed.), Wear of Materials, Houston, TX, 1987, ASME, New York, 1987, pp. 763–770.
• 23. Mondal D.P., Das S., Prasad B.K.: Study of erosive – corrosive wear characteristics of an aluminum alloy composite through factorial design of experiments, Wear 217 (1998), pp. 1–6.
• 24. Tyczewski P.: Modele interpretacyjne mechanizmu zużycia ścierno-korozyjnego, praca doktorska, Politechnika Poznańska 2002.
• 25. Stachowiak A.: Problemy modelowania zużywania tribologicznego w układach ślizgowych, Wydawnictwo Instytutu Technologii Eksploatacji, Radom 2012.
• 26. Stachowiak A., Zwierzycki W.: Tribocorrosion modeling of stainless steel in a sliding pair pin-on-plate type, Tribology International, 44, 10, 2011, pp. 1216–1224.
• 27. Tyczewski P., Nadolny K.: Analysis of mechanical-abrasive-corrosive wear in sugar factories, Inżynieria Rolnicza, 5, 93, 2007, pp. 409–414.
• 28. Wieczorek A.N.; Stachowiak A., Zwierzycki W.,: Prediction of tribocorrosive properties of ADI containing Ni-Cu-Mo, Archives of Metallurgy and Materials, 63, 3, 2018.
• 29. Zwierzycki W. (red.): Modele prognostyczne korozyjno-mechanicznego zużywania się elementów maszyn, Wydawnictwo Instytutu Technologii Eksploatacji, Radom 2002.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).