The influence of structural state on the mechanical and tribological properties of Cu-Al-Si-Mn bronze

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 3 2025 174 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ а б в г д Рис. 6. Оптические изображения поверхностей дорожек износа образцов бронзы Cu-Al-Si-Mn. Образцы 1 (а), 2 (б), 3 (в), 4 (г) и 5 (д) Fig. 6. Optical images of the wear track surfaces of Cu-Al-Si-Mn bronze samples. Sample 1 (a), sample 2 (б), sample 3 (в), sample 4 (г) and sample 5 (д) прокатки (рис. 6, д) мало повлиял на морфологию поверхности дорожки износа, лишь немного увеличилась ее ширина, что указывает на увеличение величины износа. Отжиг способствует повышению пластичности материала, поэтому частиц износа на термически обработанных образцах после ИПД методом многосторонней ковки стало меньше. Это вызвано уменьшением вероятности разрушения пластичного материала бронзы в результате деформации со стороны стального контртела. После проведения трибологических испытаний также исследовали состояние поверхности стальных шариков (рис. 7). На поверхности всех шариков наблюдаются следы адгезионного переноса материала, что является характерным для пары трения «бронза – сталь» [31]. Отделяющиеся в процессе трения скольжения частицы бронзы за счет адгезионных связей налипают на поверхность стального контртела. В результате образуется своего рода защитный слой, выступающий в роли третьего тела между образцом и контртелом. Состояние этого слоя зависит от особенностей износа более мягкого материала – бронзы. Как ранее было показано, износ напечатанной бронзы происходит с образованием микробороздок на её поверхности и небольшим окислением поверхности. В свою очередь, на поверхности шарика (рис. 7, а) также наблюдаются бороздки из налипшей бронзы и небольшие участки с окислившимся материалом. Усиление окисления при трении образцов бронзы 2 и 4 после многосторонней ковки и последующего отжига также отражается на формировании налипшего слоя на поверхности контртела. Вместо микробороздок наблюдается образование механической смеси неравномерной толщины из бронзы и окислившегося материала (рис. 7, б, г). После трения образцов 3 и 5 (рис. 7 в, д) на поверхности шариков образуется заметный слой бронзы, перенесенный с дорожки трения. Его формирование обусловлено снижением окисления поверхности медного сплава в процессе трения скольжения в рассматриваемых структурных состояниях, что также приводит к менее выраженному его механическому удалению с поверхности шариков. Для более детальной оценки состояния поверхности дорожек износа выполнены их исследования с применением энергодисперсионного

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1