ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ ЗАЭВТЕКТОИДНОЙ СТАЛИ, ЛЕГИРОВАННОЙ МЕДЬЮ И АЛЮМИНИЕМ
- Авторы: Степанова Н.В.1, Батаев А.А.1, Ситников А.А.2, Осколкова Т.Н.3
-
Учреждения:
- Новосибирский государственный технический университет
- Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова
- Сибирский государственный индустриальный университет
- Выпуск: № 4 (2015)
- Страницы: 72-79
- Раздел: МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
- URL: https://bakhtiniada.ru/1994-6309/article/view/302182
- DOI: https://doi.org/10.17212/1994-6309-2015-4-72-79
- ID: 302182
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Исследованы структура, механические свойства и износостойкость заэвтектоидной стали с содержанием 0,09…8,97 мас. % меди. Обнаружены три типа частиц на основе меди. Частицы первого типа имеют размер ~20 нм и располагаются в ферритных промежутках перлита. Частицы второго типа имеют размер ~1 мкм и располагаются по границам бывшего зерна γ-Fe. Частицы третьего типа имеют круглую форму и размер ~25 мкм. Повышение содержания меди сопровождается ростом микротвердости пластинчатого перлита. Введение в сталь 3 мас. % Cu сопровождается ростом микротвердости перлита с 380 до 430 HV. При этом твердость по Бринеллю увеличивается с 340 до 390 НВ. Главным образом, это связано с выделением в ферритных промежутках наноразмерных частиц ε-фазы. При испытаниях по схеме трения скольжения износостойкость заэвтектоидной стали, содержащей 8,97 % меди, в 3,5 раза выше по сравнению с бронзой БрА9Ж3Л и на ~23 % по сравнению с антифрикционным чугуном АЧС-1. В условиях трения о закрепленные частицы абразива относительная износостойкость заэвтектоидной стали с добавлением меди почти в 3 раза выше износостойкости бронзы БрА9Ж3Л. Увеличение уровня износостойкости в условиях трения скольжения, связанное с повышением содержания меди, вызвано повышением объемной доли наноразмерных частиц на основе меди.
Ключевые слова
Об авторах
Наталья Владимировна Степанова
Новосибирский государственный технический университет
Email: naty@ya.ru
пр. К. Маркса, 20, г. Новосибирск, 630073, Россия
Анатолий Андреевич Батаев
Новосибирский государственный технический университет
Email: bataev@adm.nstu.ru
пр. К. Маркса, 20, г. Новосибирск, 630073, Россия
Александр Андреевич Ситников
Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова
Email: sitalan@rambler.ru
пр. Ленина, 46, г. Барнаул, 656038, Россия
Татьяна Николаевна Осколкова
Сибирский государственный индустриальный университет
Email: oskolkova@kuz.ru
ул. Кирова, 42, г. Новокузнецк, 654007, Россия
Список литературы
- Stepanova N.V., Razumakov A.A. The effect of doping with copper and aluminium on structure, mechanical and friction properties of steel // Proceedings of the 8th International Forum on Strategic Technology (IFOST-2013), 28 June - 1 July, Mongolian University of Science and Technology. - Ulaanbaator, Mongolia: IEEE organized, 2013. - Vol. 2. - P. 240-242.
- Влияние меди на антифрикционные свойства серых чугунов / Е.Д. Головин, В.А. Кузнецов, В. Кумар, П.А. Попелюх, Н.В. Степанова // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). - 2012. - № 1 (54). - С. 81-84.
- Stepanova N.V., Razumakov A.A., Lozhkina Е.А. Structure and mechanical properties of Cu-alloyed cast iron // Applied Mechanics and Materials. - 2014. - Vol. 682. - P. 178-182.
- Influence of Surfactants on the Structure and wear resistance of copper alloyed hypereutectoid steel / N. Stepanova, A. Razumakov, E. Lozhkina, I. Zhil'tsov, V. Kuznetsov // Advanced Materials Research. - 2014. - Vol. 1040. - P. 53-58. - doi: 10.4028/
- Sil'man G.I., Kamynin V.V., Tarasov A.A. Effect of copper on structure formation in cast iron // Metal Science and Heat Treatment. - 2003. - Vol. 45, iss. 7. - P. 254-258. - doi: 10.1023/A:1027320116132.
- Преварский А.П. Исследование системы Fe-Cu-Al // Известия Академии наук СССР. Металлы. - 1971. - № 4. - С. 220-222.
- Chairuangsri T., Edmonds D.V. The precipitation of copper in abnormal ferrite and pearlite in hyper-eutectoid steels // Acta Materialia. - 2000. - Vol. 48, iss. 15. - P. 3931-3949. - doi: 10.1016/S1359-6454(00)00176-2.
- Cao L., Wu S., Liu B. On the Cu precipitation behavior in thermo-mechanically embrittlement processed low copper reactor pressure vessel model steel // Materials & Design. - 2013. - Vol. 47. - P. 551-556. - doi: 10.1016/j.matdes.2012.12.055.
- Fourlaris G., Baker A.J., Papadimitriou G.D. Microscopic characterisation of ε-Cu interphase precipitation in hypereutectoid Fe-C-Cu alloys // Acta Metallurgica et Materialia. - 1995. - Vol. 43, iss. 7. - P. 2589-2604. - doi: 10.1016/0956-7151(94)00474-V.
- Chairuangsri T., Edmonds D.V. Abnormal ferrite in hyper-eutectoid steels // Acta Materialia. - 2000. - Vol. 48, iss. 7. - P. 1581-1591. - doi: 10.1016/S1359-6454(99)00442-5.
- Amorphous, quasicrystalline and other metastable structures produced at the interface of explosively welded dissimilar materials / I. Malutina, I. Bataev, D. Lazurenko, K. Hokamoto, M. Esikov, V. Mali, A. Jorge Junior, A. Bataev // 22nd International Symposium of Metastable, Amorphous and Nanostructured Materials (ISMANAM 2015), Paris, France, 13-17 July 2015. - Paris, 2015. - P. 25.
- Медь в черных металлах / под ред. И. Ле Мэя, Л.М.-Д. Шетки; пер. с англ. И.Д. Марчуковой, А.Н. Штейнберга; под ред. О.А. Банных. - М.: Металлургия, 1988. - 311 с. - ISBN 5-229-00073-2.
- Диаграммы состояния металлических систем: cправочник. В 3 т. Т. 2 / под общ. ред. Н.П. Лякишева. - М.: Машиностроение, 1996. - 1024 с. - ISBN 5-217-01569-1.
- Shubhank K., Kang Y. Critical evaluation and the termodynamic optimization of Fe-Cu, Cu-C, Fe-C binary systems and Fe-Cu-C ternary system // Calphad. - 2014. - Vol. 45. - P. 127-137. - doi: 10.1016/j.calphad.2013.12.002.
- Sil’man G.I. About retrograde solidus and stratification of melt in the Fe-Cu and Fe-Cu-C systems // Metal Science and Heat Treatment. - 2009. - Vol. 51, iss. 1. - P. 19-24. - doi: 10.1007/s11041-009-9120-1.
- Яковлев А.Ю., Волчок И.П. Влияние меди на структуру и свойства графитизированной стали // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2008. - № 1. - С. 44-46.
Дополнительные файлы
