Наукові конференції України, Нові матеріали і технології в машинобудуванні-2020

Розмір шрифту: 
СТРУКТУРА ТА ТРИБОТЕХНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ КОМПОЗИЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ САМОФЛЮСІВНИЙ СПЛАВ НА ОСНОВІ НІКЕЛЮ – ПЛАВЛЕНИЙ КАРБІД ВОЛЬФРАМУ
С. Ю. Тесля, А. М. Степанчук

Остання редакція: 2020-08-14

Тези доповіді


В

сучасному машинобудуванні однією з актуальних проблем є вирі-шення проблеми захисту деталей машин і механізмів від зношування при тертіта дії абразивних середовищ. Абразивний знос є одним із головних факторів,який обмежує термін їх роботи. Особливо це стосується деталей дорожньо-бу-дівельної та гірничо-добувної техніки, бурильного обладнання нафтової і газо-вої промисловості. Ці процеси призводять до значної витрати матеріалів конс-трукцій.У цьому відношенні перспективним є розробка нових матеріалів, які бмали високу стійкість при терті та зношуванні. До таких матеріалів слід віднести композиційні матеріали за участю твердих тугоплавких сполук (ТТС) і ме-талевих зв’язок. В роботах [1]–[2] показано, що як металеву зв’язку доцільновикористовувати самофлюсівні сплави, зокрема на основі нікелю (СФС) [3], аяк наповнювачі гранули з плавлених ТТС [4]. Серед великої кількості останніхособливу перспективу мають карбіди, зокрема плавлений карбід вольфрамуРЕЛІТ [3] завдяки унікальному поєднанню в ньому високої твердості та мо-дулю пружності, що і обумовлює його широке використання у зносостійкихдеталях та покриттях.В роботі вивчався вплив структури композиційних матеріалів РЕЛІТ –СФС на їх стійкість до зношування при терті в парі з закріпленим абразивом(абразивний круг з SiC). Вихідні матеріали отримували просочуванням гранулрозміром 250 мкм розплавом СФС марки АН-9 [3] у високотемпературній печіна повітрі, за температури 1250 °С, та часу витримки від 15 хв до 35 хв. Про-водились дослідження впливу часу витримки на формування структури та по-казники зносостійкості композитів. Мікроструктура отриманих композитів на-ведена на рис. 1.

Як видно з рис. 1, мікроструктура отриманих матеріалів є гетерофазною,та складається з вкраплень карбідів та матриці. Збільшення часу витримки ін-тенсифікує процеси диспергування гранул та їх перекристалізації через рідку фазу. Характерною особливістю є кристалізація складних сполук типу FexNiyWzCkу вигляді дисперсної фази.Проведено дослідження зносостійкості за навантаження 20 кПа ташляху тертя від 20 км до 80 км. Отримані залежності наведено на рис. 2. Вста-новлено, що збільшення часу витримки при отриманні матеріалів просоченнясприяє підвищенню його зносостійкості. Така залежність може бути зумов-лена з точки зору сучасних уявлень про руйнування матеріалів.Згідно мікрострукту-рних досліджень (рис. 1),збільшення часу витримкисприяє утворенню більшоїкількості дисперсних час-тинок складних карбідівнавколо основного карбід-ного зерна. Це в своючергу створює складнийнапружнено-деформова-ний стан, який перешко-джає руху дислокацій, трі-щин та як наслідок руйну-ванню поверхневих шарів.Таким чином, зміню-ючи умови отримання ма-теріалів з композиційРЕЛІТ – СФС можна змі-нювати їх структуру і, як наслідок, властивості залежно від потреб.


Посилання


1. Степанчук А. М. Отримання зносостійких композиційних матеріалів заучастю самофлюсівних сплавів просоченням / Степанчук А. М., Шевчук М. Б.// Наукові вісті НТУУ ”КПІ”. – 2013. – №5. – С. 87 – 92.

2. Wear Behavior of a Borided Nickel-Based Self-Fluxing Thermal SprayCoating / F. Mariani, G. Rеgo, A. Neto [et. al] // Materials Performance and Characterization.– 2016. – Vol. 5, № 4. – P. 414 – 422.

3. Степанчук А.М. Матеріали для напилювання покриттів: Навч. посіб. /А.М. Степанчук, І.І. Білик. – К.: Центр учбової літератури. – 2016. – 226 с.

4. Степанчук А. М. Отримання та властивості гранул з тугоплавких спо-лук для створення композиційних матеріалів / Степанчук А. М., Шевчук М. Б.,Мазаєв С. В. // Наукові вісті НТУУ ”КПІ”. – 2010. – №6. – С. 51 – 60.


Full Text: PDF