ОСОБЛИВОСТІ МІКРОСТРУКТУРИ, МЕХАНІЧНІ ТА ТРИБОЛОГІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ КОМПОЗИТІВ Fe–Cu–Ni–Sn, ДИСПЕРСІЙНО ЗМІЦНЕНИХ ДОБАВКОЮ CrB2

В.А. Мечник 1*,
 
М.О. Бондаренко 1,
 
В.М. Колодніцький 1,
 
В.І. Закієв 2,
 
І.М. Закієв 2,
 
Е.С. Геворкян 3,
 
М.О. Кузін 4
 

1 Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М.Бакуля НАНУ, Київ, Україна
2 Національний Авіаційний Університет, пр. Любомира Гузара 1, Київ, 03058, Україна
3 Український державний університет залізничного транспорту, пл. Фейєрбаха, 7, Харків, 61001, Україна
4 Львівська філія Дніпровського національного університету залізничного транспорту ім. академіка В. Лазаряна, вул. Іванни Блажкевич, 12а, Львів, 79052, Україна
vlad.me4nik@ukr.net

Порошкова металургія - Київ: ІПМ ім.І.М.Францевича НАН України, 2021, #03/04
http://www.materials.kiev.ua/article/3216

Анотація

Методами рентгенівської дифракції, сканувальної електронної мікроскопії, мікроіндентування та трибологічним тестуванням досліджено особливості структури, твердість, модуль пружності та зносостійкість композиційних матеріалів системи Fe–Cu–Ni–Sn із різним вмістом CrB2, сформованих методом холодного пресування і подальшого спікання з гарячим допресуванням. Мікромеханічні та трибологічні випробування проводили на зразках діаметром 10 мм і товщиною 5 мм в умовах тертя без мастила. Одержані результати показали, що механічні і трибологічні властивості композитів залежать від вмісту CrB2. Значення мікротвердості та модуля пружності зразків змінюються в межах від 1,2 до 9,2 ГПа та від 110 до 245 ГПа, відповідно, в залежності від їх складу, що обумовлено нерівномірним розподілом фаз a-Fe, Cu, Cu9NiSn3, NiSn3, CrB2 у матеріалі. Додавання 2% CrB2 до складу композита 51 Fe–32 Cu–9 Ni–8 Sn підвищило його твердість від 1,2–2,8 до 2,0–4,5 ГПа і модуль пружності від 110–190 до 130–200 ГПа, а також зменшило швидкість зносу від 22,93 × 10–3 до 10,19 × 10–3 мм3 × Н–1 × м–1. Механізм підвищення зносостійкості зразка, що містить 2% CrB2, порівняно з вихідним композитом пов’язаний зі зменшенням розмірів зерен заліза та міді з 5–40 мкм до 2–10 мкм, присутністю дискретних зон з вищою твердістю та більшим модулем пружності. Подальше збільшення вмісту  CrB2 від 2 до 8% у складі композита супроводжується одночасним зростанням твердості від 2,0–4,5 ГПа до 4,8–9,2 ГПа, модуля пружності — від 130–200 ГПа до 150–245 ГПа і швидкості зносу — 10,19 × 10–3 до 16,68 × 10–3 мм3 · Н–1 × м–1. Зростання швидкості зносу цих композитів обумовлено надмірною крихкістю внаслідок перевищення вмісту CrB2.


ДИСПЕРСНІСТЬ, ЗНОСОСТІЙКІСТЬ, КОЕФІЦІЄНТ ТЕРТЯ, КОМПОЗИТ, КОНЦЕНТРАЦІЯ, МОДУЛЬ ПРУЖНОСТІ, СТРУКТУРА, ТВЕРДІСТЬ