Формування зносостійкого ультрадисперсного та наноструктурованого матеріялу на поверхнях тертя хромистих криць. Ч. 1. Механізм формування та фізико-механічні властивості

В. В. Тихонович

Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна

Отримано: 26.09.2022. Завантажити: PDF

Досліджено механізм самоорганізації на поверхнях контакту тіл, що труться, зносостійких наддрібнодисперсних покриттів, завдяки яким в водно-повітряному середовищі контактна пара криця 130Х17–криця 20Х13 переходить в стаціонарний режим роботи з мінімальними зносом і коефіцієнтом тертя. Показано, що самоорганізовані зносостійкі покриття складаються з окремих шарів і є продуктом багаторазового нашарування на поверхні тертя мікровиступів металу, які утворюються в результаті адгезійної взаємодії контактувальних тіл під час приробки вузлів тертя. Шари тертя складаються з якісно нового наддрібнозернистого матеріялу, який може містити до 25% атомів Оксиґену і Карбону, більшість з яких не утворюють хемічних сполук з атомами вихідних металів. Встановлено, що в умовах імпульсних високоенергетичних впливів деформація мікрооб’ємів металу, що нашаровуються на поверхні тертя, відбувається завдяки виникненню динамічних систем, механізм деформації яких пов’язаний з колективними формами руху дефектів кристалічної ґратниці. Через це шари тертя складаються з ультрадисперсних систем з просторово дезорієнтованими зернами, межі яких утворені розгалуженими дислокаційними скупченнями і мають просторово протяжну форму. Показано, що у випадку, коли інтенсивність зовнішніх імпульсних впливів є такою, що колективні форми руху дефектів кристалічної ґратниці не здатні забезпечити подальшу швидкісну деформацію металу шарів тертя, відбувається фазовий перехід насичених киснем і вуглецем ультрадисперсних систем в квазирідкий структурно-нестійкий стан. Наслідком цього є поява кристалоаморфного наноструктурованого матеріялу в кінцевій частині деяких шарів тертя. Наноструктурований матеріял має чітку межу з ультрадисперсним металом, містить максимальну кількість атомів Оксиґену і відрізняється великою твердістю та пружністю.

Ключові слова: тертя ковзання, зносостійкість, наноструктурований матеріял, ультрадисперсна структура, пластична деформація, дефекти кристалічної ґратниці, поверхневі шари тертя, масоперенос.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v44/i12/1595.html

PACS: 61.46.Hk, 62.20.F-, 62.20.Qp, 62.23.St, 62.25.De, 64.70.kd, 81.40.Pq


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. Т. С. Скобло, Н. М. Можарова, Литейное производство, 4, № 1: 2 (2008).
  2. Ю. С. Бобро, М. Ф. Баранов, О. И. Коваленко, ФХММ, 4, № 1: 112 (1975).
  3. В. А. Игнатов, В. К. Соленый, В. Л. Жук, А. И. Туяхов, Металл и литье Украины, 10, № 11: 31 (2001).
  4. В. П. Гаврилюк, В. И. Тихонович, И. А. Шалевская, Ю. И. Гутько, Абразивостойкие высокохромистые чугуны (Луганск: Ноулидж: 2010).
  5. Е. В. Рожкова, В. В. Румянцев, О. М. Романов, А. В. Трещалин, Металлургия машиностроения, 1, № 4: 19 (2002).
  6. Б. А. Кириевский, Л. Г. Смолякова, Т. К. Изюмова, Литые износостойкие материалы: Сборник (Киев: ИПЛ АН УССР: 1978), с. 45.
  7. В. В. Тихонович, O. M. Грипачевський, В. Г. Новицький, Металлофиз. новейшие технол., 43, № 7: 853 (2021). Crossref
  8. В. В. Горский, А. Н. Грипачевский, В. В. Тихонович, В. Н. Уваров, Успіхи фіз. мет., 4, № 4: 271 (2003). Crossref
  9. А. И. Юркова, Ю. В. Мильман, А. В. Бякова, Деформация и разрушение материалов, № 1: 2 (2009).
  10. В. И. Тихонович, Сборник «Повышение износостойкости литых материалов» (Киев: ИПЛ АН УССР: 1983), с. 3.
  11. Н. С. Цикунов, В. А. Батырев, А. Н. Грипачевский, В. В. Тихонович, Пакет программ для обработки результатов количественного рентгеноспектрального микроанализа методом ZAF на мини-ЭВМ (Киев: Препр./АН УССР. Ин-т металлофизики, 81.16: 1981).
  12. В. В. Немошкаленко, В. В. Горский, В. В. Тихонович, И. А. Якубцов, Металлофизика, 6, № 6: 93 (1984).
  13. С. И. Булычев, В. П. Алехин, А. П. Терновский, ФиХОМ, 2: 58 (1976).
  14. М. Х. Шоршоров, С. И. Булычев, В. П. Алехин, Методические рекомендации по исследованию физико-механических свойств материалов непрерывным вдавливанием наконечника (Москва: ИМЕТ АН СССР: 1980).
  15. В. А. Галанов, О. Н. Григорьев, Ю. В. Мильман, Проблемы прочности, 11: 93 (1983).
  16. Л. М. Утевский, Дифракционная электронная микроскопия в металловедении (Москва: Металлургия: 1973).
  17. С. С. Горелик, Л. Н. Расторгуев, Ю. А. Скаков, Рентгенографический и электроннооптический анализ (Москва: Металлургия: 1970).
  18. В. В. Рыбин, Большие пластические деформации и разрушение металлов (Москва: Металлургия: 1986).
  19. Р. З. Валиев, А. В. Корзников, Р. Р. Мулюков, ФММ, № 4: 70 (1992).
  20. В. В. Немошкаленко, В. В. Тихонович, В. В. Горский, Л. М. Шелудченко, А. И. Ковалев, Металлофизика, 15, № 4: 45 (1993).
  21. Е. Э. Засимчук, Л. И. Маркашова, Т. В. Турчак, Н. Г. Чаусов, А. П. Пилипенко, В. Н. Параца, Физическая мезомеханика, 12, № 2: 77 (2009).
  22. В. А. Лихачев, В. Е. Панин, Е. Э. Засимчук, Кооперативные деформационные процессы и локализация деформации (Киев: Наукова думка: 1989).
  23. Yu. G. Gordienko and E. E. Zasimchuk, Philos. Mag. A, 70, No. 1: 99 (1994). Crossref
  24. Е. Э. Засимчук, Ю. Г. Гордиенко, В. И. Засимчук, Металлофиз. новейшие технол., 24, № 9: 1161 (2002).
  25. Е. Э. Засимчук, В. И. Засимчук, Металлофиз. новейшие технол., 28, № 6: 803 (2006).
  26. В. В. Тихонович, Металлофиз. новейшие технол., 43, № 1: 59 (2021). Crossref
  27. J. R. Baber, J. Mech. Engineering Sci., 9: 93 (1967). Crossref
  28. А. В. Чичинадзе, Расчет и исследование внешнего трения при торможении (Москва: Наука: 1967).
  29. В. А. Ляшко, М. М. Потемкин, Трение и износ, 16, № 2: 238 (1995).
  30. N. H. Cooc and B. Bhushan, Trans. ASME, 95, No. 1: 59 (1973). Crossref
  31. B. Bhushan, Introduction to Tribology. Second Edition (John Wiley & Sons, Ltd: 2013). Crossref