Obrabotka Metallov 2015 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (69) 2015 82 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ фрикционной обработки образцы размерами 98×38×8,6 мм подвергали закалке от 1050 ºC в воде, механическому шлифованию и электроли- тическому полированию. Фрикционную обработку проводили ин- дентором из синтетического алмаза с радиусом полусферы R = 3 мм в безокислительной сре- де аргона (рис. 1) при нагрузке на индентор P = 392 Н и количестве проходов индентора (ска- нирований) n = 11. Рис. 1. Схема фрикционной обработ- ки образца полусферическим инден- тором в среде аргона Шероховатость поверхности образцов после фрикционной обработки изучали на оптическом профилометре Wyko NT-1100. Электронно-ми- кроскопическое исследование структуры осу- ществляли с использованием микроскопа JEOL JEM-2100 методом тонких фольг на просвет с применением одностороннего и двустороннего механического и электролитического утонения заготовок. Микротвердость по методу остаточ- ного отпечатка определяли на приборе LEICA VMHT при нагрузке 0,245 Н. Микроинденти- рование проводили на измерительной системе Fischerscope HM2000 XYm согласно стандарту ISO 14577 при максимальной нагрузке на инден- тор Виккерса 0,245 Н. Фазовый состав образов определяли на рентгеновском дифрактометре SHIMADZU XRD-7000 в Crk  -излучении. Ис- следование поверхностей трения, поверхности стали после фрикционного нагружения осу- ществляли с использованием электронного ска- нирующего микроскопа с вольфрамовым като- дом Tescan VEGA II XMU. Трибологические испытания в условиях трения скольжения по схеме «палец–пластина» выполняли при возвратно-поступательном движении образцов с рабочей поверхностью 5,5×5,5 мм из стали 12Х18Н10Т по пластине из стали 45 (50 HRC) на воздухе при нагрузке N = 137 Н, средней скорости скольжения V = 0,07 м/с, длине рабочего хода l = 40 мм, пути трения L = 1,6…320 м. Определяли потери мас- сы образца  m и интенсивность изнашивания I h , которую рассчитывали по формуле: I h =  m / qSL , где  m – потери массы образца, г; q – плотность материала образца, г/см 3 ; S – геометрическая площадь контакта, см 2 ; L – путь трения, см. Силу трения измеряли с помощью упругого эле- мента – рессоры (кольца) с наклеенными на него тензометрическими датчиками сопротивления. Коэффициент трения f рассчитывали по форму- ле f = F / N , где F – сила трения, Н; N – нормаль- ная нагрузка, Н. Результаты и обсуждение Исследования на оптическом профилометре показали, что фрикционная обработка стали 12Х18Н10Т индентором из синтетического ал- маза в среде аргона формирует качественную поверхность с низкими значениями параметра шероховатости (среднего арифметического от- клонения профиля) Ra = 80…100 нм (рис. 2, а ). Выбранный режим фрикционной обработки обе- спечивает отсутствие схватывания, на поверхно- сти аустенитной стали наблюдаются лишь поло- сы пластического оттеснения (рис. 2, б ). Важно отметить, что особенностью аустенитных хро- моникелевых сталей является их высокая склон- ность к схватыванию в условиях фрикционного воздействия. Именно поэтому в работе [4] при проведении обработки аустенитной хромонике- левой стали скользящим цилиндрическим ин- дентором из твердого сплава применяли смазку. В результате проведенной фрикционной об- работки закаленной стали 12Х18Н10Т с исход- ной микротвердостью 220 HV0,025 достигается интенсивное упрочнение ее поверхности вплоть до 710 HV0,025 , а доля мартенсита деформации на поверхности стали согласно рентгеновско- го фазового анализа составляет ~70 объем. % (рис. 3). Указанный уровень деформационного упрочнения значительно превышает уровень микротвердости 500 HV , который обеспечивает наноструктурирующая обработка SMAT подоб-