Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
В литературе приводятся данные по увеличению концентрации углерода в поверхностном слое железа или чугуна при трении в среде синап [257] а также концентрации хрома в поверхностном слое стали ША15 [151] 'Методом локального спектрального анализа изучено изменение состава поверхностных слоев пар трения по углероду, меди, никелю и хрому [613]. Изменение содержания указанных элементов исследовалось путем последовательного сошлифования слоев с работавшей "№""1 образцов. Объектами исследования выбраны спеченный бронзографнт в паре с валом из стали 45 (HRC -49-5- 50), впеченное пористое железо, пропитанное маслом И-50 в паре с валом из мал°У^^°^л^Т3а; железографит марки ЖГр1,5Д2,5-20ПФ в паре с валом^ши 4Jj также из стали 1Х18Н9Т; пористые матвРиалыт^3п"^^Вь 1Х18Н9Т и нихрома. Изучение содержания элементов»^ее^У ра.щах после работы в течение 1ч при скорости скольжения 1 м/с под различными нагрузками (от 8 ДО 75 Kl/см
40 50 60 Время, мим
Рис. 8. Измепепие коэффициента трения стали 45 в присутствии серы при давлении 12 кГ/см2 и скорости скольжения 1 м/с для образцд с нанесенным слоем серы па керамической связке (J), в присутствии пасты серы (40%) с вазелином (2) и заполненными серой углублениями на керамической связке (3).
2 0-423
13
В случае пары трения пористое железо - вал из малоуглеродист,»™ железа при граничном трепии под нагрузкой 75 кГ/см2 установлен/ п вьппение содержания углерода в поверхностном слое вала от'OfA 0,17% за счет взаимодействия материала вала и смазки. Для папы т/*° ния подшипник из стали ЖГр1,5Д2,5-20ПФ и вал из стали 45 в условиях трения без смазки на воздухе под нагрузкой 75 кГ/см2 наблюдается понижение содержания углерода в поверхностном слое подшипника от 1 43 до 1,1% и увеличение содержания углерода в поверхностном слое вала от 0,43 до 0,58%. При трепии подшипника из пористого нихрома (50 : Щ в паре с валом из стали 1Х18Н9Т при температуре 400° С содержание никеля в материале вала растет от 10 до 14,6%, очевидно, за счет переноса никеля из материала подшипника при практически неизменном содержании хрома.
Прп трении материала подшипника из стали 1Х18Н9Т по валу из такого же материала содержание никеля в поверхностном слое вала уменьшалось, по-видимому, за счет преимущественного окисления никеля. Обнаружен также перенос меди из бронзографита на поверхность в;іла до 6—9% и диффузия ее на некоторую глубину от поверхпостн вала.
В работе [302] изучено перераспределение в поверхностном, деформированном трением слое легированных чугунов таких легирующих зле-ментов, как ванадий, кремний, марганец, никель, вольфрам и медь. Исследование проводилось на легированных чугунах состава (%) 'С 1,15 — 1,60, Cr 12—16, Si 1,5—1,6, Mn 0,35—0,45. Эти сплавы легировались молибденом в количествах 1—3,5% и, кроме того, их модифицировали церием в количествах до 0,2—0,5 мас.%. После отливки сплавы подвергали закалке от температуры 1050° G в масло и отпуску при 620° С. Диффузию никеля, кремния, марганца, ванадия, вольфрама изучали применительно к низколегированному чугуну, содержащему 3,42% С и имеющему структуру феррит + перлит с включениями пластинчатого графита. Трение осуществляли в водной среде при скорости 1,05 м/с и нагрузке 25 к Г/см2. Контртело (ролик) изготавливали из стали 2Х13Л (HRC = 3S -г- 42).
Исследованием на микрорентгеновских анализаторах распределения элементов по глубине от поверхностей трепия установлено, что содержание хрома в основе и поверхностных слоях в процессе деформирования трением уменьшается, причем модифицирование сплавов уменьшает степень обеднения хромом. Уменьшение степени легирования матрицы храмом сопровождалось увеличением износа.
Расчеты значений коэффициентов дпффузпи хрома по экспериментальным данным показали значительное повышение коэффициент* •n л эффузии в условиях трения до значений, близких к коэффициентам диффузии, рассчитанным для термически активированной диффузии для трения [302]. Так, для коэффициента диффузии хрома при трении получены значения 1,85-10"10 см2/с, что соответствует термически активированной диффузии при температурах 1350—1500°С, т. е. близких к температуре плавления сплавов. Для термически активированной диффузии хрома в гамма-железе сплава железа с хромом в температурном интервале от і <-до 15000C коэффициент диффузии изменяется в пределах от /,6•1U до 4,7 - Ю-9 см2/с. . 9
Аналогичные расчеты для другпх элементов приведены в таол. [302]. Эти данные показывают усиление диффузионных процессов в условиях деформации трением и рост коэффициентов диффузии до значе*"м* близких к коэффициентам диффузии при термической активации, a t
34
Таблица 9. Величина коэффициента диффузии легирующего элемента в поверхностном деформированном слое
Легирующий з лемент Содержание в цс, % матри- Содержание н поверхностном слое, % D, CMVc
среднее минимальное максп-мальное среднее минимальное максимальное <Л т П а CwP в а. эг 3 <~ о a V s . і a 2 ^ "la ї a J.!- Я Я ч 3
Вападіш 2,0 1,0 3,0 2,5 1,5 3,5 8,2 Ю-9 1,2-10-'.—з/), jQ-7
Кремнии 6,0 5,5 7,0 10,0 8,0 14—15 3,35-10-" (400— 1C) (4/»—7,7). Hr-«*
