Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 21 № 2 2019 138 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Рис. 2. Распределение температуры вдоль оси у об- разца стали Cт3 при разных плотностях тока (полу- чено с помощью пяти термопар) [12] Fig. 2 Distribution of temperature along an axis of AISI steel 1020 sample at the different current densities (it was received using five thermocouples) [12] Рис. 1. Расположение термопар на сталь- ном стержне в скользящем контакте типа «pin-on-ring»: 1 – контртело; 2 – образец (сталь Ст3); 3 – тер- мопары; H – держатель образца Fig.1 Arrangement of thermocouples on a rod in the sliding contact like “pin-on-ring”: 1 – a counterbody; 2 – a sample (AISI steel 1020); 3 – thermocouples; H – the sample holder тепловизора, тоже имеет линейный участок в окрестности около 0,2 см от поверхности сколь- жения (0,6 см от H ). Однако в целом полученные кривые Т 2 ( y ) имеют нелинейность. Это видно на примере распределения температур Т 2 ( y ) для плотностей тока 170 и 450 А/см 2 (рис. 3). Видно также, что разность T S – T 2 при измерении тепло- визором может быть больше 200 К. Следует от- метить, что градиент температуры у поверхно- сти скольжения по данным тепловизора заметно выше, чем аналогичный градиент по данным термопар. Было предположено, что кривые (рис. 3) подчиняются экспоненциальному закону, т. е. 2 0 0 ( ) ( ) exp( ), S T y T T T by     где b не зависит от интенсивности изнашивания I h ( Т 0 – темпе- ратура окружающей среды). Это соответствует стационарному распределению температуры в полубесконечном стержне с постоянным источ- ником тепла на торце. Тогда для любых двух то- чек оси образца, расположенных на расстояниях у 1 и у 2 от поверхности контакта (рис. 3), можно найти   1 2 2 1 ln ( ) / ( ) ( ) b T y T y y y         . Пара- метр b должен быть постоянным для конкретно- го материала при любых значениях у и заданной плотности тока j . В настоящей работе параметр b способен принимать различные значения в зави- симости от значений у . Это значит, что темпера- Рис. 3. Зависимость температуры на оси у образца стали Ст3 от расстояния до поверхности трения при j = 170 А/см 2 и j = 450 А/см 2 (получено с примене- нием тепловизора) Fig. 3. Dependence of temperature on an axis of AISI steel 1020 sample versus distance to the sliding surface at j =170 A/cm 2 and j= 450 А/см 2 (it was received using thermal imager)