Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
-0,42 -0,37 -0,32 -0,30 -0,25 -0,22 -0,42 -0,27 -0,53 -0,40
0,30 40—50
0,50 50-60
0,30 45-50
0,31 40—45
0,25 40-',Г>
0,15 5fi—f-,5
0,80 55-65
0,50 60-70
0,70 Мо-но
0,40 т- 120
Таблица 46. Свойства спеченных материалов композиции Fe — Мо — С в
трения без смазки при высоких скоростях Квз = 0,15 по стали У9А (HRC = 52-Т-64)
У CsIOSM Я X
скольжения, P = 0,7 и 1 кГ мм*.
У, м/с и Износ, мк/км г. "С
F 11 22 Fe 11 22 50 75 95 е—Mo —1% С, Я = 1 0,13—0,5 0,21—0,5 з —Mo —3% С, Я = 1 0,13—0,17 0,1—0,2 0,15 0,13 0,13 L4,9o/0, ЯЯ=82,6 кГ/м 0,6 0,14 5,8о/о, HB = 153,5 кГ/ 0,14 0,18 1,5 1,5 2,5 70—80 75-80 30—40 60—70 140 160 190
содержащие 19,7% молибдена, обладают более высокой коррозионной стойкостью при температурах 750—1000° G и в 10%-ной соляной кислоте, чем чистое железо и сплавы с меньшим содержанием молибдена. Образование окислов железа дает возможность поставить железо в число металлов, способных работать при трении без смазки до 7000C [836]. T**, спеченное железо, содержащее 10% молибдена, показало высокую состойкость при скорости скольжения до 50 м/с н при температуре 540° С без смазки, что позволило получить коэффициент трения 0,075.
Влияние легирующих элементов на антифрикционные свойства спеченных материалов изучено также в работе [220]. Объектами исследования служили железная, железо-медная (2% меди) и железо-медь-графитовая (2% меди, 1,5% графита) матрицы. Во все составы в шихту вводилось 10% ZnS. После прессования и спекания изучались швф^ ционные свойства материала при ступенчатом нагружении с интеР*"*~ нагрузок 5 кГ/см2. В процессе испытания производилась запись силы трения, износа и температуры. Переход w одаойнагд» к другой происходил после стабилизации всех тРех 2 ЛЗГ*
Испытания велись при постоянной скороти січений 4 ЮТ паре с термообработанной сталью 45 (ЯИС —«» **h
(рис. 52), что легиропппие матрицы на основе железа медью и углеродом как раздельно, так и в комплексе привело к улучшению антифрикционных свойств сульфидированного материала. Нелегированиая матрица имела худшие антифрикционные свойства.
Авторы [220] отмечают наличие взаимосвязи между соотношением твердостей металлической матрицы и сульфидных включений и степеньіо их текстурирования в процессе работы. По мере повышения твердости матрицы в результате легирования увеличивались степень текстуриро-
20 Р,*Г/ш2
Рис. 52. Зависимость коэффициента трения (а) и приведенного trmom C1) r,j я*, грузки для материалов состава (%) Fe + 10 ZnS (1), Fo -}- 10 ZnS + 1 Г> С (2) P + + 10 ZnS + 2 Cu (3) п Fe + 10 ZnS + 2 Cu + 1, 5С (4).
вания включений сернистого цинка и глубина слоя, в котором происходила деформация сульфидных зерен. Значения микротвердости металлической матрицы при этом изменялись от 60—70 кГ/мм2 для делегированного железа до 100—140 кГ/мм2 при легировании медью и углеродом. Твердость сульфидных включений составляла 187 — 230 к Г/мм2. У материалов с наиболее высокой твердостью матрицы наблюдалась наибольшая степень вытягивания включений сульфидов вдоль поверхностей трения.
В работе [26] исследовалось структурное состояние поверхностных слоев сталей, легированных хромом и молибденом в количестве 2; 5 и 10%, в процессе их износа на машине трения. Спеченные при темнера-туре 1150° С материалы подвергались дополнительной цементации при 920° G и низкому отпуску при 180° С. В этом случае легирование молибденом, в отличие от хрома, давало более гомогенную структуру с высокой твердостью и мелкими включениями карбидов.
Электронно-микроскопические исследования показали, что карбиды молибдена более прочно связаны с матрицей и легированные молибденом материалы образуют в полтора-два раза большие илощади касания при работе, в то время как при легировании хромом пятна касании легко разрушаются в процессе трения и продукты износа, оставаясь на поверхностях трения, способствуют абразпвпому изнашиванию.
Рентгенографическим путем также установлено различное влияние хрома и молибдена на поведенпе у-фазы. В хромистых материалах ее количество увеличивается с ростом длительности испытаний, повышают-ся величина микроискажений структуры п износ. В сталях, легированных молибденом, количество ^-фазы при трении уменьшается за счет Y —>¦ а-превращения, понижаются величина мпкроискажений и износ.
При выборе легирующих элементов необходимо учитывать возч0**~ ность достижения той или иной степени гомогенности сплава в условн спекания. Этот процесс зависит от стабильности окисных пленок на ио-верхности частиц, размера частиц, температурных условий u хаРл*Г^ защитной среды при спекании. В работе [624] изучены процессы дмфф*
90
W) і, к
зіга при спекании прессовок из порошков железа, легированных хромом (с помощью порошков стали ХЗО с различным размером части» vTm келем (с помощью порошков электролитического никеля). Размер чагтип порошка составлял для железа менее 40, для ХЗО — 63—5Р> и 20-4.5 мкм, для никеля — 56—40 и 2,5—60 мкм. Хром и никель в вид* частиц различной дисперсности вводились в количестве 10 мае %
Показано, что при температуре спекания 1000° С не происходит заметного растворения частиц стали ХЗО в железе. Повышение температуры до HOO0G приводит к растворению тонко дисперсных частиц хромового сплава. Растворение крупных частиц начинается только при 1200° С. Растворепие никеля в железе при тех же температурах пдет более интенсивно. Однако в обоих случаях на процесс структурообразования большое влияние оказывает дисперсность частиц легирующих добавок. Круппые частицы стали ХЗО и никеля даже при 1300° С и длительных выдержках (до 4,5 — и 12 ч) полностью не растворяются. Введение высокодисперсных частиц ускоряет процесс их растворения в железе и приводит к образованию более однородной структуры. Полное растворение мелких частиц стали ХЗО происходит при 1300° G в течение 4,5 ч. Гомогенный раствор никеля в железе при введении высокодисперсных добавок образуется при температуре 1300° С в течение 9 ч [624].
