Вплив різних режимів термообробки на особливості зносу композиційних матеріалів на основі Fe

Анотація

Різноманітні режими термічної обробки, такі як спікання, спікання у поєднанні з цементацією низького тиску або лише цементація низького тиску, були використані в цьому дослідженні для чистого заліза та композитів на основі Fe, зміцнених 0,2 або 0,4% графіту, які були виготовлені із використанням методів порошкової металургії. Детально досліджено вплив застосованих режимів термічної обробки на глибину цементації, профілі твердості та зношування спечених виробів. Для аналізу мікроструктури та поверхні зносу використовували польову емісійну сканувальну електронну мікроскопію та енергетично-дисперсійну рентгенівську спектроскопію. До того ж, були вивчені об’ємні втрати, питома швидкість зношування та коефіцієнт тертя для визначення особливостей зношування спечених деталей. Показано, що цементація сприяє значному збільшенню твердості при одночасному зростанні концентрації вуглецю в поверхневих шарах деталей. Використання лише цементації низького тиску передбачає більшу глибину дифузії вуглецю, ніж поєднання спікання з цементацією низького тиску. Найпомітніше твердість збільшується на поверхнях зразків, до яких була застосована лише цементація низького тиску. Значення твердості зразків знижуються від поверхні до центра. Зі збільшенням концентрації вуглецю твердість також зростає. Найвищий показник зносостійкості було зафіксовано у зразку із вмістом графіту 0,4%, для обробки якого був застосований лише метод цементації низького тиску. Найгіршу зносостійкість показали незміцнені, а лише спечені зразки. Найменші значення об’ємних втрат та питомої швидкості зносу показали композити Fe + 0,4% С після застосування лише цементації низького тиску. Отже, цементація спечених деталей на основі Fe не потребує додаткового спікання. Зроблено висновок, що трибологічні властивості матеріалів на основі Fe можна поліпшити, обмежившись лише процесом цементації. Це зменшує кількість операцій термічної обробки, а отже, знижує загальні витрати.