Вплив вмісту TiC на швидкість зносу матричних композитів A356 за різних температурних умов

Анотація

В умовах появи і розвитку нових технологій алюмінієві матричні композити (АМК) дедалі частіше використовуються в багатьох деталях в автомобільній промисловості. Однією з найважливіших умов є застосування фрикційних матеріалів, наприклад, в гальмівній системі, в якій температури можуть бути різними під час експлуатації. У цій роботі досліджено зносостійкі властивості АМК, отриманих шляхом додавання різного вмісту TiC до матриці A356, за умов різних температур. До сплаву А356 додавали 3, 6, 9 і 12% (мас.) TiC і 2% графіту як тверде мастило. Приготовані порошки механічно легували протягом 240 хв за допомогою планетарного млина. Потім АМК піддавали спіканню протягом 60 хв при 550 °C у вакуумі з тиском 10^–6 Па. Згодом, властивості зразків композитів, підготовлених за допомогою стандартних металографічних процесів (шліфування наждачним папером 200–100 меш та полірування алмазами 1 мкм), вивчали за допомогою сканувальної електронної мікроскопії (SEM + EDS) та рентгенівської спектроскопії (XRD). Також вимірювали показники твердості та густини. Випробування на знос проводилися у відповідності до стандарту ASTM-G99. Результати досліджень виявили однорідний розподіл частинок TiC у структурі композитів. За даними вимірювань, твердість і густина композитів покращувались із збільшенням кількості зміцнювальної фази в матриці. Найвищі значення твердості (821 HV) і густини (2,803 г/см²) було встановлено для АМК з вмістом 12% TiC. Після випробувань на знос також встановлено, що втрата маси була нижчою, коли збільшувалась кількість зміцнювальної фази в матриці. З підвищенням температури випробувань втрата маси композитів також підвищувалася. Найнижчу втрату маси було зафіксовано для АМК з 12% TiC у всіх температурних режимах. Коефіцієнт тертя збіль­шу­вався з підвищенням температури.