Вплив міді на формування зносостійких ультрадисперсних і наноструктурованих поверхневих шарів тертя хромистих сталей
В. В. Тихонович1, O. M. Грипачевський1, В. Г. Новицький2
1Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
2Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 34/1, 03142 Київ, Україна
Отримано: 02.03.2021. Завантажити: PDF
Досліджено вплив введення в сталь 120Х15 структурно-вільних виділень міді (ε-фази), у випадку її леґування цим елементом в кількості 10% мас., на механізм формування на поверхнях тертя зносостійких наддрібнодисперсних покриттів, завдяки яким контактна пара сталь 120Х15–сталь 20Х13 переходить у стаціонарний режим роботи з мінімальними коефіцієнтом тертя і зношенням. Показано, що ці покриття містять окремі шари, які утворюються під час нашарування на поверхні тертя мікровиступів металу, що виникають внаслідок приробки вузлів тертя як результат локального руйнування металу і його перенесення між тілами. Встановлено, що леґування сталі 120Х15 10% мас. міді не змінює структуру і фазовий склад вихідного стопу, але при цьому додатково з’являються включення ε-Cu фази. Залежно від розміру включення ε-Cu фази мають різне походження і формуються з рідкого розтопу, аустеніту і фериту. Досліджено механізм впливу додаткового леґування сталі 120Х15 міддю на підвищення твердості і пружності стопу. Встановлено, що вплив міді на твердість і пружність сталі 120Х15Д10 збільшується за пластичної деформації стопу завдяки руйнуванню сітки евтектичної складової, подрібненню і частковому розчиненню включень ε-Cu фази. Показано, що додаткове леґування сталі 120Х15 міддю знижує відмінність між механічними властивостями тіл, що утворюють вузол тертя. Тому, якщо у робочої пари сталь 120Х15–сталь 20Х13 шари тертя переважно формуються з металу сталі 120Х15, то у робочої пари сталь 120Х15Д10–сталь 20Х13 внесок обох тіл у формування шарів тертя відрізняється не так помітно. Це призводить до рівномірного зношення тіл пари тертя і зменшення її сумарного зношення.
Ключові слова: тертя ковзання, зносостійкість, наноструктурований матеріал, ультрадисперсна структура, включення ε-Cu фази, поверхневі шари тертя, масоперенос.
URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v43/i07/0853.html
PACS: 06.60.Vz, 62.20.Qp, 62.25.-g, 68.35.Ct, 81.07.Bc, 81.16.Rf, 81.40.Pq