Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
52
Таблица 18. Влияние пористости п» Л«Л____
---риетости на прочность спеченного железа [60S]
Пористость образца на
растяжениЛ и удли-
HfHH-'. %
Нет образца 10 15 20 25
3u
Прочность на растяжение,
кГ/мм»
23,6 19,7 15,8 12,6 10,2
Относительное удлинение, %
15,8 12,2 9,0 6,4 5,0
Пористость обраэца на твердость и ударную вязкость, %
5,0 10,6 15,1 20,9 25,7 30,3
HB, кГ/мм"
119,0 96,0 80,0 66,0 54,0 42,0
Ударная вязкость, кг-м/см»
3,4 1,4 1,0
0,7 0,6 0,3
Пористость Oft-разца на сжатие,
%
Прочность иа сжатие, кГ/іщі
-
13,8 72
19,8 67
23,2 68
26,3 65
34,0 65
Таблица 19. Тепло физические свойства пористого железа
а ft
а О ?!
.? as . ж хо -с 2"
22,2 4,50 0,106
24,9 4,01 0,106
34,0 2,94 0,096
46,9 2,13 0,066
68,9 1.45 0,074
23,3 4,30 0,094
31,3 3,20 0,089
41,7 2,40 0,064
50,3 1,99 0,078
71,9 1,39 0,069
92,6 1,08 0.063
5,1
11,4
62,5 111,4 205,6 294,2 386,5
52,0 115,5 248,1 385,4
19,6 24,4 34,2 43,5 55,6 22,3 28,2 45,0 63,2
5,10 4,10 2,90 2,30 1,80 4,49 3,54 2,22 1,51
0,147 0,132 0,114 0,106 0,095 0,107 0,102 0,087 0,075
14,3
17
69,4 97,8 181,9 283,9 419,3 54,7 128,5 219,2 277,7 414,1 521,9
от 5 до 30%. Увеличение пористости сопровождается также ухудшением электро- и теплопроводности материала (табл. 19) [312].
Из композиционных материалов на железной основе наиболее широко применяются железографитовые. К простейшим материалам это» группы относятся материалы с феррито-графитной структурой, которые имеют меньшую прочность в сравнении с другими структурами.
Влияние пористости на коэффициент трения и величину наноса в таких материалах приведено на рис. 18 [669]. При общей тенденции снижения коэффициента трения по мере повышения плотности (уменьшение пористости) порошки различных методов изготовления по-разному себя ведут. Так, у образцов из порошка, изготовленного по методу Xa-метаг, значение коэффициента трения минимальное при пористости около 26%. При дальнейшем уплотнении их значения коэффициента трения возрастают. Значения величины износа снижаются с увеличением плотности брикетов для всех сортов исследованных порошков.
В группе железографитовых материалов наиболее высокой стойкостью обладают материалы с перлитной структуро*. uJ^^9mM дом отдельном случае оптимальное соотношение фазовых ^***™^ зависит от условий работы. Перлитная структура (рис, IS^^1?«^ обеспечивает более высокую износостойкость, a ^^^^ Щ тельный срок службы, особенно в условиях граничного трения ДО*
OJз
0,11
0,09
0,07
0,05
З и
,г
№
¦ I
№ ш
12
h
I1MM
- 0,08 0,06
0,04
0,02
О
30 26,2 22,4 18,6 П,%
553, 555]. Пластинчатый порлит, представляющий собой включения меитита в феррите, образует иа поверхности подшипника зубчатый крорельоф, в котором включения цементита, имеющие микротверд, 900—1000 кГ/мм2, выступают над более мягкими и менее износост ми участками феррита, микротвердость которых равна KS-YM) KTfmflj Ферритпая структура менее износостойка, хоти и меньше изиаттпй вает вал. Присутствие феррита до 50% (см. рис. 19, б) в структуре щ&
лезографитовых композиций требует прянее пения большего количества смазки и позво^ ляет использовать более мягкие валы [382?^ В условиях ограниченной смазки наличие ft, структуре материала до 95% феррита, круп* попластинчатого перлита и цементита (см, рис. 19, в) в виде грубой сетки или крупных скоплений (см. рис. 19, г) недопустимо, та* как может стать причиной выхода узла тре* пия из строя [043].
Присутствие структурно свободного цементита в перлитной структуре повышает износостойкость, позволяет допускать более высокие нагрузки, особеппо в условиях гра--пичиого трения, без подачи смазки и при повышенных скоростях скольжения [3821* Однако в этом случае износ вала увеличивается. Для предотвращения повышенного его износа рекомепдуется применять материалы, в которых содержание цементита ие превышает 5—10%, п материал вала подвергать закалке до HRC = 45 -г- 50 [485]. В работе [312] отмечается, что чем выше твердость железографпта, тем меньше изнашивается втулка и сопряженный валик. При малых скоростях скольжения (1 м/с) увеличение содержания перлита от 50 до 90% в железографнтовом материале ЖГрЗ вызывает повышение коэффициента трения соответственно от 0,045 до 0,08. Однако с повышением скорости скольжения до 3 м/с более низкий коэффициент трения (0,025) имеют материалы с 90% перлита, в то время как железографит с 50% перлита имеет коэффициент трения 0,12 [594]. Влияние структуры материала на антифрикционные свойства в значительной степени может изменяться в зависимости от условий работы.
Более систематические исследования влияния микроструктуры и пористости материала на физико-механические и антифрикционные свойства проведены в работах [245, 247, 249, 419, 437] на примере сульфидн-роваиного железографита, содержащего 3% графита и 4% сернистого цинка [245, 247, 249, 419, 437]. Пз табл. 20, на которой показано влияние типа структуры и пористости материала на его физико-механические свойства, видно, что с увеличением содержания перлита существенно повышаются прочпостныо характеристики материала.
