ВПЛИВ ТЕМПЕРАТУРИ ВАКУУМНОГО ГАРЯЧОГО ПРЕСУВАННЯ НА МЕХАНІЧНІ ТА ТРИБОЛОГІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМПОЗИТІВ Fe—Cu—Ni—Sn—VN

Анотація

Досліджено механічні (твердість, модуль пружності) і трибологічні (сила тертя і швидкість зносу) властивості композитів Fe—Cu—Ni—Sn—VN, сформованих методом холодного пресування і подальшого вакуумного гарячого пресування при різній температурі. Вихідні порошки заліза, міді, нікелю та олова мали дисперсність 5—50 мкм, а нітрид ванадію— 0,1—0,7 мкм. Встановлено, що при підвищенні температури вакуумного гарячого пресування від 800 до 1000 °С твердість зростає від 3,75 до 5,37 ГПа, а модуль пружності знижується з 176 до 125 ГПа. В результаті цього сила тертя зменшується від 115 до 80 мН, а швидкість зносу від — від 1,93 • 10^–5 до 0,45 • 10^–5 мм³• Н^–1• м^–1. Обговорено причини поліпшення механічних і трибологічних характеристик спечених композитів. Зокрема, показано, що основною причиною поліпшення механічних характеристик композиту є подрібнення зерна від 5—50 мкм до 20—400 нм внаслідок перетворення α→ γ→ α в умовах розчинення VN в α-Fe. При цьому структура композиту складається з пересиченого твердого розчину азоту і ванадію в α-залізі, інтерметаліду Cu₉NiSn_3, первинних і вторинних дисперсних фаз нітриду ванадію. Встановлено взає-мозв’язок структури з механічними і трибологічними властивостями. Показано, що параметри H/E и H³/E^2, які описують стійкість матеріалу пружній деформації руйнування і опір матеріалу пластичній деформації, корелюють зі зносостійкістю. Спечені композити розглянуті як перспективні матеріали для створення нового покоління композиційних алмазовмісних матеріалів для каменеобробної промисловості.