ТРИБОТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ХРОМОНИКЕЛЕВЫХ ПОКРЫТИЙ С 10 % WC, РАБОТАЮЩИХ В УСЛОВИЯХ ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУР
Тарусов И.Н. (Администрация г. Брянска, РФ)
Анализ результатов исследований изнашивания в условиях повышенных температур показывает, что наблюдается общая закономерность увеличения величины износа от Т = 290 К до Т = 670 К, который особенно заметен при Т = 970 К. От Т = 670 К до Т = 970 К можно отметить небольшой рост величины износа, а для пар «покрытие – покрытие» - практически постоянную его величину. Следует сказать, что наибольший износ трущихся поверхностей во всех случаях наблюдается в паре «3Х2В8 – чугун», наименьший - в паре «покрытие – покрытие» и промежуточный – в паре «3Х2В8 – покрытие». Металлографические исследования чугуна показывают, что до 870 К с его структурой существенных изменений не происходит, хотя при Т = 820 К начинается распад цементита (Fe3C). После 870 К этот процесс интенсифицируется с выделением графита в зоне контакта. На стали 38ХМЮА в интервале от Т = 290 К до Т = 840 К образуется окисная плёнка трения Fe2O3. При Т = 870 К образовывалась более сложная плёнка типа FeO + Fe2O3 + Fe3O4. Нельзя не учитывать и резкое падение твёрдости стали с HV = 6940…7800 Н/м2 (Т = 290 К) до HV = 500 Н/м2 (Т = 1070 К). Дифракционный анализ дорожки трения покрытия показывает, что при Т = 290 К образуется окисная плёнка NiO, сохраняющаяся до Т = 670 К. При Т = 670 К образуется более сложная плёнка, состоящая из NiO + NiCr2O4 + Cr2O3 а при Т = 870 К - NiCr2O4 + Cr2O3 которая оказалась менее «живуча», чем NiO + NiCr2O4 + Cr2O3. Следует отметить, что для одинаковых условий трения высота неровностей покрытия (установившийся режим трения) в 1,5…2 раза меньше, чем сталей и чугунов. Во всех случаях имеет место увеличение среднего радиуса кривизны неровностей r и уменьшение боковых углов микропрофиля tgq. Стабилизируется шаг неровностей Sm, а безразмерный комплекс D уменьшается на 1,0…1,5 порядка в сравнении с исходным. Исследования коэффициента трения показывают, что наблюдается общая тенденция уменьшения (падения) коэффициента трения с повышением температуры испытаний, однако, следует отметить, что в первые 20…30 мин. испытаний фиксируемое изменение коэффициента трения трудно проанализировать, так как происходит приработка пар трения и его величина постоянно изменяется в связи с образованием окисных плёнок. Затем коэффициент трения стабилизируется, и значение его зависит от температуры испытаний.
При исследовании молекулярных взаимодействий изучаемых пар трения использовалась методика, разработанная в Институте машиноведения АН СССР проф. Крагельским И.В. и Михиным Н.М.
Проведённые эксперименты показали, что молекулярная составляющая коэффициента трения fмол и тангенциальная прочность молекулярной связи в парах «сталь – сталь» находятся в пределах fмол = 0,08…0,1; t = 160…260 Н/мм2, а в парах «покрытие-сталь» 0,046…0,053 Н/мм2; tп = 70…140 Н/мм2 (смазка - ТАД-17). При определении молекулярных взаимодействий в условиях повышенных температур использовалась установка Уфимского авиационного института. Исследовались реальные и предлагаемые пары «покрытие – АЛ2», «покрытие – 38ХМЮА» и «38ХМЮА – АЛ2» (эксперименты с чугуном не проводились по причине интенсивного выделения графита в зоне контакта). Результаты экспериментальных исследований без смазки показывают, что наблюдается общая закономерность падения fмол и tп с увеличением температуры испытаний с tп = 360…400 Н/мм2 (Т = 290 К) до tп = 15…20 Н/мм2 ( Т = 1170 К) для пары «покрытие – 38ХМЮА», а пар «покрытие – АЛ2» и «38ХМЮА – АЛ2» с tп = 50 Н/мм2 (Т = 290 К) до tп = 6 Н/мм2 ( Т = 850 К). Во всех случаях сдвиговая прочность у пары «покрытие – АЛ2» меньше, чем у пары «38ХМЮА – АЛ2».
Таким образом следует отметить, что пары трения с покрытием имеют меньший износ и меньшее трение [1, 2].
Литература
1.
2.