Obrabotka Metallov 2015 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (69) 2015 76 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ разцов, легированных медью, выше, чем анти- фрикционного чугуна (рис. 5). Одна из причин такого поведения связана с наличием в струк- туре заэвтектоидной стали избыточного цемен- тита, обеспечивающего более высокий уровень твердости, и, как следствие, высокую износо- стойкость материала. Дополнительный вклад в увеличение износостойкости оказывают медьсо- держащие включения. Увеличение уровня изно- состойкости заэвтектоидной стали, содержащей до 3 % меди, обусловлено образованием нано- размерных включений ε-фазы. При повыше- нии содержания меди уровень износостойкости стали продолжает увеличиваться. Это связано с появлением в структуре сплава медьсодержа- щих включений со средним размером ~ 25 мкм. Микротвердость таких включений составляет ~145 HV. Повышение износостойкости заэв- тектоидной стали, содержащей ~ 9 % меди, об- условлено образованием крупных медьсодер- жащих включений, характеризующихся низким коэффициентом трения. На рис. 6 представлены результаты испыта- ний исследуемых материалов в условиях трения о закрепленные частицы абразива. Анализ экс- периментальных данных показал, что относи- тельная износостойкость заэвтектоидной стали с 8,97 % меди примерно в 3,5 раза выше изно- состойкости бронзы БрА9Ж3Л и 2,5 раза выше износостойкости чугуна АЧС-1. Влияние содер- жания меди на уровень относительной износо- стойкости заэвтектоидной стали незначительно. Рис. 6. Относительная износостойкость мате- риалов при трении о закрепленные частицы абразива заэвтектоидной стали с разным содер- жанием меди в сравнении с БрА9Ж3Л и АЧС-1 Рис. 5. Износостойкость заэвтектоидной стали с разным содержанием меди в сравнении с БрА9Ж3Л и АЧС-1 Выводы Легирование медью приводит к изменениям структуры и механических свойств заэвтекто- идной стали. Введение в сталь 3 мас. % Cu со- провождается ростом микротвердости перлита с 380 до 430 HV. При этом твердость по Бринеллю увеличивается с 340 до 390 НВ. Для сплавов, со- держащих медь, характерным является увеличе- ние дисперсности ферритоцементитной смеси. Дополнительным фактором, способствующим росту твердости перлита, является выделение в ферритных промежутках наноразмерных ча- стиц ε-фазы. В условиях трения скольжения со смазкой износостойкость заэвтектоидной стали, содержащей 8,97 % меди, в ~3,5 раза выше изно- состойкости бронзы БрА9Ж3Л и на ~23 % выше износостойкости антифрикционного чугуна АЧС-1. Относительная износостойкость высоко- углеродистой медистой стали в процессе трения о закрепленные частицы абразива почти в 3 раза выше по сравнению с бронзой БрА9Ж3Л. Список литературы 1. Stepanova N.V., Razumakov A.A. The effect of doping with copper and aluminium on structure, me- chanical 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.