Вплив міді на формування зносостійких ультрадисперсних і наноструктурованих поверхневих шарів тертя хромистих сталей
В. В. Тихонович$^{1}$, O. M. Грипачевський$^{1}$, В. Г. Новицький$^{2}$
$^{1}$Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
$^{2}$Фізико-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 ($\varepsilon$-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 $\varepsilon$-Cu фази. Залежно від розміру включення $\varepsilon$-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 $\varepsilon$-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 $\varepsilon$-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