Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
Таблица 72. Сравнительная характеристика пористых нержавеющих сталей марки Х23Ш8 в зависимости от температуры спекания и присутствия серы (пористость 25%)
Характервстика Спекание без серы Спекание с серой
950° С 1200° С 950° С 1200° С
?рпведен-пористости,
Усадка. %
Электросопротивление,
иое к нулевой
мкОм cm Прочность ири срезе, кГ/мм2 Ударная вязкость, кГ см/см2 Твердость ио Брилеллю. кГ/мм* Содержание серы, %
0,6
120,0 18,0 12,4 54,2
2,8
100,0 26,0 >Ю,0 79,5
1.5
94 29,0
9,5 90,7
ОД
4,2
92,0 32,0
9,7 94,0
0,1
На взаимодействие вводимых сульфидов существенно влияет газовая среда. Так, ири спекании заготовок из порошков нержавеющих сталей, содержащих 10—15% MoS2, в среде, обеспечивающей высокую термическую стабильность дисульфида молибдена (например, в очищенном аргоне), происходит интенсивное диффузионное взаимодействие элементов сплава и MoS2 с образованием гетерогенной структуры, состоящей из сульфидов железа и хрома, интерметаллидов и карбидов [498].
Взаимодействие сульфидов и металла основы. Улучшение комплекса физико-механических и am пфриициоппых свойств достигается одновременным легированием и сульфидированием материалов пар трения, что осуществляется введением сульфида металла одного или совместно с другими элементами, оказывающими легирующее действие. В основе влияния вводимых сульфидов на физико- механические свойства материалов лежит их действие на формирование структуры в процессе спекания [2, 247, 401, 403, 406, 424, 569]. Общим признаком для всех вводимых сульфидов а количествах, в которых содержание серы не превышает 1%, яв-
137
улучшение прочностных характеристик материала. Обычно, с пре-кем этого количества наблюдается увеличение объема материала шр* спекании ш% как следствие,— снижение его прочности (рис 96^ Г? 401,403.569]. '
Piic. ІМі. Ьлияиие сульфидов различных металлов на свойства железографита маркп Tl r> ™ечс|1иого в водороде (2 ч) при температурах 1050 (1—8, 10, 11) и IiOO0C
{і"1%8~ РЬ8; 9 ~ Bi?S"; 4 ~ CdS"' 5 ~~ Ag2S; 6 ~ Сиг3; 7 — GoS; * ~~ sb2S3; 9 — ZnS: 10 ~~ MoS-:
Из рис. 96 следует, что присутствие металла сульфида, который не взаимодействует с железом, снижает твердость и ударную вязкость; металлы, растворяющиеся в железе, повышают твердость. Изменение ударной вязкости имеет более сложный характер. При взаимодействии вводимых сульфидов с железом происходит частичное или полное их разложение с последующим образованием сульфида железа. Как было показано
138
выше, такое взаимодействие при нагреве в вакууме протекает уже при температурах 300—320° С в зависимости от состава сульфидов.
Влияние металла, высвобожденного при разложении сульфида, в композициях железо-графит прежде всего проявляется в процессе структуро-образованпя при спекании [2, 3, 247, 569, 614]. Характерными для введения всех сульфидов металлов в железографит являются образование мелкодисперсного перлита и большая стабильность структуры по сравнению с несульфидированным железографитом. При температуре спекания 1100° С образуются в основном перлитные структуры с возможным выделением небольшого количества феррита (рис. 97, 98, я, см. вклейку). Однако при введении олова и серы образуется ферритная фаза, количество которой увеличивается с ростом содержания олова (рис. 99, см. вклейку). Но в отличие от несульфпдированных материалов с аналогичным содержанием олова феррит располагается не отдельными участками, а в виде сетки либо каркасно [401, 404].
Спекание при температуре 1050° С способствует формированию пер-лпто-феррптных структур [569]. Появление большого количества перлита обеспечивают сульфиды меди, кобальта (см. рис. 97) и сурьмы (рис. 99, б). Несколько меньше перлита в железографите, содержащем CdS (рис. 98, в), значительно меньше его при введении Ag2S (рис. 98, б) и совершенно он отсутствует в составе материала, содержащего ВігБз (рис. 98, г).
Присутствие дисульфида молибдена приводит к образованию характерного для молпбденсодержащих железографитных материалов мартен-ситоподобного и мелкодисперсного перлита с микротвердостью 220 и 180 кГ/мм2 соответственно, а также очень тонкодисперсного перлита с микротвердостью 380—580 кГ/мм2, в центре зерен которых располагаются неметаллические включения (рис. 99, в, г) [2].
Металлы, выделяющиеся при разложении сульфидов и растворяющиеся в железе, изменяют параметр решетки железа. При введении сульфидов таких металлов, как серебро, свинец, кадмий и висмут, которые не взаимодействуют с железом, параметры решетки железа не изменяются, что подтверждается данными микрорентгеноструктурного и микрорент-геноспектрального анализов (табл. 73, 74). Легирующее действие металла сульфида проявляется в повышении микротвердости перлита и феррита.
T а С л и ц а 73. Характеристика состояния основы сульфидированного жслеаографита марки ЖГр!
Сульфил
fk>T FeS
Bi2S3
PbS
CdS
Cu2S
ZaS
MnS
CoS
Sb2S3
MoS2
Количество углерода, %
0.75 0,81 0,80 0,74 0,90 0,81 0,83 1,04 1,28 0,52 0,82 0,86
Микротвердость, кГ/мм2
феррита
70—85 70—85 70—85 70—85 70—85 70—85 89—120 114—356 146—203 85—93 110—170 380—560
