Влияние сдвиговой компоненты нагрузки при трении на структурно-фазовое состояние и износ поверхностного слоя стали 45

Б. Н. Мордюк$^{1}$, О. А. Микосянчик$^{2}$

$^{1}$Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина
$^{2}$Национальный авиационный университет, просп. Космонавта Комарова, 1, 03058 Киев, Украина

Получена: 03.05.2017; окончательный вариант - 30.05.2017. Скачать: PDF

Исследовано влияние величины сдвигового нагружения при трении на структурно-фазовое состояние поверхностных слоёв стали 45. С помощью рентгеновского анализа установлено, что рост величины сдвиговой компоненты нагружения $Р_{SH}$ приводит к уменьшению размеров областей когерентного рассеяния (20–50 нм) и изменению величины микроискажений кристаллической решётки феррита, а также к формированию остаточных сжимающих макронапряжений (300–700 МПа). Результатом роста величины $Р_{SH}$ (3%–40% от нормальной составляющей) также является существенное повышение микротвёрдости поверхностного слоя толщиной $h$ = 100–250 мкм. Величина износа зависит не только от размеров зёрен и твёрдости, но и от фазового состава поверхностных слоёв, образованных в результате механохимических реакций на контактных поверхностях при трении.

Ключевые слова: сдвиговая компонента нагружения, поверхностный слой, микроструктура, микротвёрдость, износ, сталь 45.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v39/i06/0795.html

PACS: 62.20.Qp, 68.35.bd, 68.35.Dv, 68.35.Fx, 68.35.Gy, 68.35.Rh, 81.40.Pq


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. Y. Estrin and A. Vinogradov, Acta Mater., 61: 782 (2013). Crossref
  2. A. P. Zhilyaev and T. G. Langdon, Prog. Mater. Sci., 53: 893 (2008). Crossref
  3. R. Z. Valiev, R. K. Islamgaliev, and I. V. Alexandrov, Prog. Mater. Sci., 45: 103 (2000). Crossref
  4. R. Z. Valiev and T. G. Langdon, Prog. Mater. Sci., 51: 881 (2006). Crossref
  5. A. L. Ortiz, J.-W. Tian, L. L. Shaw, and P. K. Liaw, Scr. Mater., 62: 129 (2010). Crossref
  6. L. Zhou, G. Liu, X. L. Ma, and K. Lu, Acta Mater., 56: 78 (2008). Crossref
  7. B. N. Mordyuk and G. I. Prokopenko, Mater. Sci. Eng. A, 437: 396 (2006). Crossref
  8. B. N. Mordyuk and G. I. Prokopenko, J. Sound Vib., 308: 855 (2007). Crossref
  9. B. N. Mordyuk and G. I. Prokopenko, Handbook of Mechanical Nanostructuring (Weinheim: Wiley-VCH: 2015), p. 417. Crossref
  10. B. N. Mordyuk, O. P. Karasevskaya, G. I. Prokopenko, and N. I. Khripta, Surf. Coat. Technol., 210: 54 (2012). Crossref
  11. J. Moering, X. Ma, G. Chen, P. Miao, G. Li, G. Qian, S. Mathaudhu, and Y. Zhu, Scr. Mater., 108: 100 (2015). Crossref
  12. Б. И. Костецкий, И. Г. Носовский, А. К. Караулов, Поверхностная прочность материалов при трении (Киев: Техника: 1976).
  13. K. Elalem, D. Y. Li, M. J. Anderson, and S. Chiovelli, ASTM STP, 1339: 90 (2001).
  14. Q. Chen and D. Y. Li, Wear, 259: 1382 (2005). Crossref
  15. И. Л. Солодова, Структурные превращения при трении и износостойкость закаленных углеродистых сталей (Автореферат дисс. … канд. техн. наук) (Екатеринбург: 2006).
  16. V. A. Balakin, Wear, 72: 133 (1981). Crossref
  17. K. E. Nurnberg, G. Nurnberg, M. Golle, and H. Hoffmann, Wear, 265: 1801 (2008). Crossref
  18. О. О. Мікосянчик, О. І. Запорожець, Р. Г. Мнацаканов, Проблеми трибології, № 4: 42 (2015).
  19. O. Mikosyanchyk, R. Mnatsakanov, А. Zaporozhets, and R. Kostynik, Eastern-European Journal of Enterprise Technol., No. 4/1 (82): 24 (2016). Crossref
  20. T. M. A. Al-quraan, O. O. Mikosyanchik, and R. G. Mnatsakanov, Mech. Eng. Research, 6, No. 2: 48 (2016). Crossref
  21. О. О. Мікосянчик, Пристрій для оцінки триботехнічних характеристик трибоелементів, Патент України № 88748, МПК G01 N 3/56 (Бюл. № 6, 25.03.14).
  22. S. M. Hsu, M. C. Shen, E. E. Klaus, H. S. Cheng, and P. I. Lacey, Wear, 175: 209 (1994). Crossref
  23. Б. Э. Гурский, А. В. Чичинадзе, Трение и износ, № 4 (28): 418 (2007).
  24. C. Suryanarayana, Prog. Mater. Sci., 46: 1 (2001). Crossref
  25. С. С. Горелик, Л. Н. Расторгуев, Ю. А. Скаков, Рентгеновский и электронно-оптический анализ (Москва: Металлургия: 1970).
  26. Y. I. Babei, Mater. Sci., 11: 129 (1975). Crossref
  27. H. Nykyforchyn, V. Kyryliv, and O. Maksymiv, Nanoscale Research Lett., 12: 150 (2017). Crossref
  28. В. І. Кирилів, ФХММ, 35, № 6: 88 (1999). Crossref
  29. M. A. Vasylyev, S. P. Chenakin, and L. F. Yatsenko, Acta Mater., 103: 761 (2016). Crossref
  30. М. О. Васильєв, Б. М. Мордюк, С. І. Сидоренко, С. М. Волошко, А. П. Бурмак, Металлофиз. новейшие технол., 37, № 7: 1269 (2015). Crossref
  31. И. М. Любарский, Трение и износ, 1, № 2: 280 (1980).
  32. О. А. Микосянчик, Проблеми тертя та зношування, № 74 (1): 65 (2017).
  33. B. N. Mordyuk, O. P. Karasevskaya, and G. I. Prokopenko, Mater. Sci. Eng. A, 559: 453 (2013). Crossref
  34. Z. Pu, S. Yang, G.-L. Song, O. W. Dillon Jr., D. A. Puleo, and I. S. Jawahir, Scr. Mater., 65: 520 (2011). Crossref
  35. L. Zhou, G. Liu, Z. Han, and K. Lu, Scr. Mater., 58: 445 (2008). Crossref
  36. B. N. Mordyuk, G. I. Prokopenko, Yu. V. Milman, M. O. Iefimov, K. E. Grinkevych, A. V. Sameljuk, and I. V. Tkachenko, Wear, 319: 84 (2014). Crossref
  37. B. N. Mordyuk, V. V. Silbershmidt, G. I. Prokopenko, Yu. V. Nesterenko, and M. O. Iefimov, Mater. Characterizations, 61: 1126 (2010). Crossref
  38. Yu. V. Milman, K. E. Grinkevych, S. I. Chugunova, W. Lojkowski, M. Djahanbakhsh, and H. J. Fecht, Wear, 258: 77 (2005). Crossref