Obrabotka Metallov 2015 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (69) 2015 80 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ УДК 621.787.4:620.178.162.42 ПОВЫШЕНИЕ ТРИБОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ АУСТЕНИТНОЙ СТАЛИ 12Х18Н10Т НАНОСТРУКТУРИРУЮЩЕЙ ФРИКЦИОННОЙ ОБРАБОТКОЙ* А.В. МАКАРОВ 1,2,3 , доктор техн. наук, ст. науч. сотрудник, зав. отделом и лабораторией П.А. СКОРЫНИНА 2 , аспирант А.Л. ОСИНЦЕВА 2 , канд. техн. наук, ст. науч. сотрудник А.С. ЮРОВСКИХ 3 , канд. техн. наук, доцент Р.А. САВРАЙ 2 , канд. техн. наук, зав. лабораторией ( 1 ИФМ УрО РАН, г. Екатеринбург, 2 ИМАШ УрО РАН, г. Екатеринбург, 3 УрФУ, г. Екатеринбург ) Поступила 30 сентября 2015 Рецензирование 30 октября 2015 Принята к печати 10 ноября 2015 Скорынина П.А. – 620049, г. Екатеринбург, ул. Комсомольская, 34, Институт машиноведения УрО РАН, e-mail: skorynina@imach.uran.ru Низкие прочностные свойства коррозионно-стойких аустенитных хромоникелевых сталей не могут быть улучшены термической обработкой. Поверхностные деформационные упрочняющие обработки (ультразву- ковые ударные, дробеструйная и др.) часто не обеспечивают высокого качества обработанной поверхности. Поэтому первостепенная задача заключается в создании и совершенствовании методов финишной обработ- ки, обеспечивающих наряду с эффективным деформационным упрочнением получение высококачественной поверхности аустенитных сталей. Это имеет особое значение для прецизионных деталей трибосопряжений. Изучено влияние фрикционной обработки полусферическим индентором из синтетического алмаза на фазовый состав, структуру, микромеханические и трибологические характеристики поверхностных слоев метастабильной аустенитной стали 12Х18Н10Т (масс. %: 0,10 С; 17,72 Cr; 10,04 Ni; 0,63 Ti; 1,33 Mn; 0,57 Si; 0,227 Mo; 0,064 Co; 0,014 Nb; 0,057 Cu; 0,031 P; 0,014 S; остальное Fe). Установлено, что при фрикционной об- работке аустенитной стали формируется качественная поверхность с низким значением параметра шерохова- тости ( Ra ≈ 100 нм). При этом в поверхностном слое возникают нанокристаллические и фрагментированные субмикрокристаллические мартенситно-аустенитные структуры, достигается высокий уровень упрочнения поверхности (710 HV0,025), а также существенное снижение интенсивности изнашивания и коэффициен- та трения в условиях сухого трения скольжения. Обнаруженное резкое повышение наноструктурирующей фрикционной обработкой трибологических свойств аустенитной стали на начальном этапе трения связано с ограничением развития на наноструктурированной поверхности процессов схватывания и сменой механизма изнашивания – от схватывания к пластическому оттеснению. Обосновано использование метода кинетиче- ского микроиндентирования для анализа повышенного сопротивления наноструктурированного слоя с мар- тенситно-аустенитной структурой пластическому деформированию при адгезионном изнашивании. Ключевые слова: аустенитная нержавеющая сталь, фрикционная обработка, нанокристаллическая структура, мартенсит деформации, микроиндентирование, трение скольжения, трибологические свойства. DOI: 10.17212/1994-6309-2015-4-80-92 _______________ * Работа выполнена по теме «Структура» № 01201463331 (проект № 15-9-12-45) при поддержке РФФИ (проект № 15-08-07947). Трибологические и микромеханические испытания, электронная сканирующая ми- кроскопия и профилометрия выполнены в ЦКП «Пластометрия» ИМАШ УрО РАН. Электронная просвечи- вающая микроскопия реализована на оборудовании Лаборатории структурных методов анализа материалов и наноматериалов ЦКП УрФУ.