Усталостное изнашивание. 
Основы трибологии

Усталостное изнашивание возникает при повторном деформировании в процессе трения микрообъемов материала поверхностного слоя. Характерным признаком усталостного изнашивания является возникновение сетки поверхностных и подповерхностных микротрещин, которые, соединяясь, способствуют образованию частиц износа. В результате на поверхностях трения, образуются дефекты в виде ямок, оспинок, раковинок диаметром от десятка микрометров до нескольких миллиметров (называемых, питтингом).

При наличии концентраторов напряжения процесс усталостного изнашивания ускоряется. К концентраторам напряжений относят дефекты поверхности в виде царапин, вмятин, рисок, прижогов, а также неметаллические включения, микропоры, химические соединения и т. д.

Образование микротрещин при действии циклически изменяющихся контактных напряжений обусловлено накоплением повреждений. Для кристаллических тел вначале происходит накопление упругих искажений решетки и увеличение плотности дислокаций. После достижения некоторой критической плотности дислокаций образуются субмикроскопические трещины. Наряду с необратимыми искажениями кристаллической решетки разрушаются межатомные связи и отдельные микрообъемы материала.

Одной из основных причин усталостного изнашивания материалов на основе полимеров в отличие от металлов является трибокрекинг полимерных молекул, происходящий вследствие интенсивного механического и термического воздействий на пятнах фактического контакта. Подтверждением протекания трибокрекинга является снижение молекулярной массы полимера в поверхностном слое и аморфизация структуры кристаллизующихся полимеров.

Усталостное изнашивание в основном происходит в хорошо смазываемых механизмах, сопряжения которых эксплуатируются в режиме кинематического качения, скольжения или качения с проскальзыванием. Наиболее подвержены усталостному изнашиванию зубчатые передачи, подшипники качения, кулачковые механизмы и т. д.

Увеличение сопротивления усталостному изнашиванию достигают повышением физико-механических характеристик приповерхностных и поверхностных слоев материала, а также созданием оптимальной микрогеометрии поверхностей трения.