Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
Марганец 7,0 4,0 8,5 3,8 2,8 7,0 4,0.10—1 (KfK)-(XXr C) 1,3•10—'-.vmo—
Никель 2,3 2,0 2,5 2,5 1,5 2,7 2,05-10-'" WXj-1.w Cj (4,0•K) ~,J—І.НКг—
Вольфрам 4,0 3,0 12,9 3,0 2,9 4.0 2,5-10-" (900—1.7кг Г, 3,2-10-"— 1,(і. 10—
Медь 2,7 2,6 3,0 3,1 3,0 3,5 4-10-'0 (9(K)—17 к і г, 6.9-10-" /72'/- Cj
пературах, близких к температурам плавления. Перераспределение диффундирующих при трении элементов приводит к появлению под поверхностным слоем тонкого (порядка 10 мкм) слоя, обедненного продиффуи-дировавшим элементом.
Авторы [302] подразделяют исследованные элементы на две группы — элементы, накапливающиеся в деформируемом поверхностном слое металла (углерод, кремний, ванадий, никель, медь), и элементы, концентрация которых уменьшается в матрице поверхностного слоя деформируемого металла (марганец, хром, молибден, вольфрам). Первая группа элементов способствует, а вторая препятствует графптпзации чугуиов.
Избирательный перенос элементов при тренпп. В последпне ГОДЫ большое внимание уделяется изучению механизма избирательного переноса. Если при обычном трении рабочие слои, предохраняющие контактирующие поверхности от схватывания, образуются за счет кислорода, приводящего к появлению окислов металлов различного состава, то для избирательного переноса необходимым условием является отсутствие окислов. Процесс реализуется хорошо, если применяемая смазка предохраняет поверхность от окисления и металл чистой поверхности встуиает со смазкой в электрохимическое взаимодействие, в результате которого осаждается тонкая пленка чистого металла, предохраняющая основную поверхность от разрушения и снижающая силу трения. Этот процесс хорошо реализуется в случае сплавов на основе меди и присутствия в смазке глицерина и может быть использован при скоростях скольжения до 3—8 м/с и относительно высоких температурах на поверхности (до температуры десорбции поверхностно-активных веществ) [268]. Про этом грузоподъемность пар трения повышается в полтора — два раза.
Избирательный перенос твердых веществ рассматривается как изон-рательно-коррозионное растворение отдельных составляющих^ металлических сплавов и осаждение их па поверхности контртела [267].
Фазовые и структурные превращения. Под влиянием воздействия внешних факторов, таких как пластическая деформация, температур*» химическое взаимодействие, в поверхностных слоях протекают структур-
2*
ZS
ные и фазовые превращения, придающие рабочему слою новые свойгт** отличные от свойств исходного материала. Структурные изменения поя трении исследовали Б И Костецкий, 10. С. Терминасов, И. М. Фелоочеи ко, Л. С. Палатник, И. М. Любарский и др. [26, 254, 260, 261, 290 ТАГА Они показали, что в локальных микрообъемах иод влиянием местных вспышек температур протекают диффузионные процессы, происходят фазовые превращения, сопровождающиеся в случае сплавов на железной основе появлением аустенитпой структуры или возникновением гтрукту-ры белого слоя.
Так, в работе [289] исследованы структурные превращения цементированной стали 20Х2Н4А, подвергнутой термической обработке на тка типа структур: мартенсит с остаточным аустенитом и карбидами, а также аустенит с небольшим количеством игольчатого мартенсита! После испытаний на двухроликовой машине в режиме качения с переменным проскальзыванием в условиях смазки при скоростях скольжения 1,27 — 0,95 м/с за время от 3 мин до 3 и 5 ч в роликах, изготовленных из г>той стали, обнаружено изменение структуры — появились отпущенный исходный мартенсит, мартенсит, образовавшийся в процессе трения из аусте-нита, и карбиды.
В поверхностных слоях образцов из легированных и модифицированных чугунов после испытания на трение в водной среде в паре с контртелом из закаленной стали 20ХВЛ при давлениях от 5 до 50 кГ/см2 и скорости трения от 2 до 12 м/с появилась структура аустеннта в сло# толщиной до 45—90 мкм [218]. При сухом трении в вакууме нестабильных аустенитных сталей марок 40Г13, 40Н25 аустепит переходил в мартенсит и обратно мартенсит переходил в аустепит при достижении более высоких температур на поверхностях трения [251]. Причем при переходе нестабильного аустенита в мартенсит наблюдалось повышение износостойкости материала.
Следует иметь в виду, что эти структурные и фазовые изменения происходят в поверхностном слое основного материала на некоторую глубину. В зависимости от окружающей среды они могут быть покрыты сверху слоем вторичных структур, которые, собственно, и являются рабочим слоем.
Адсорбционное понижение прочности поверхностного слоя. Исключительно большое влияние на износостойкость материала могут оказывать поверхностно-активные вещества вследствие адсорбционного понижения прочности, что было обнаружено П. А. Ребиндером. Под влиянием поверхностно-активных веществ, присутствующих в смазках, оолеїчающих выход дислокаций на поверхность деформируемых тел, происходит пластифицирование поверхностного слоя и облегчение его деформации. Дефекты кристаллической структуры облегчают миграцию атомов поверхностно-активных веществ в зародышевые трещины, что приводит к охрупчиванию материала.
