Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 21 № 2 2019 145 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Структура и свойства термически обработанной литой в металлическую форму бронзы БрС10О10Н5 Николай Клочков 1, a, * , Юрий Егоров 1, b , Олег Утьев 1, c , Сильвия Барелла 2, d 1 Национальный исследовательский Томский политехнический университет, пр. Ленина, 30, г. Томск, 634050, Россия 2 Миланский политехнический университет, Пьяцца Леонардо да Винчи, 32, г. Милан, 20133, Италия a https://orcid.org/0000-0003-3763-5117 , nikart2012@gmail.com , b https://orcid.org/0000-0001-8929-5623, yuri.egorovv@yandex.ru, c https://orcid.org/0000-0001-7712-3859, utievv@mail.ru , d https://orcid.org/0000-0002-1866-6674, silvia.barella@polimi.it Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2019 Том 21 № 2 с. 145–153 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2019-21.2-145-153 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение В машиностроении для производства дета- лей, работающих в условиях трения и знакопе- ременных нагрузках, применяются оловянистые бронзы с добавками свинца. Благодаря присут- ствию свинцовых включений материал обладает ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 669.1 История статьи : Поступила: 23 марта 2019 Рецензирование: 03 апреля 2019 Принята к печати: 07 мая 2019 Доступно онлайн: 15 июня 2019 Ключевые слова : Термическая обработка Свинцово-оловянистая бронза Механические свойства Триботехнические характеристики АННОТАЦИЯ Введение. Свинцово-оловянистые бронзы являются одними из востребованных среди материалов для производства изделий, работающих в условиях трения и износа. В большинстве случаях данные изделия наравне с высокими антифрикционными свойствами должны обладать повышенной прочностью. Однако включения свинца в данном материале заметно снижают прочность, что приводит к преждевременному разрушению. Несмотря на существующее достаточно большое количество способов повышения прочности свинцово-оловянистых бронз, некоторые из них трудно выполнимы и нестабильны в масштабах реального производства, а другие не доведены до стадии широкого практического применения. Поэтому поиск способов повышения прочностных характеристик бронзы, содержащей свинец, остается актуальной задачей. Цель работы: изучение структуры, механических и триботехнических свойств свинцово-оловянистой бронзы, легированнойникелемпосле термическойобработки. Вработе исследована бронза БрС10О10Н5, полученная плавкой чистых шихтовых материалов на тиристорной установке в тигле из силицированного графита c последующей заливкой в металлическуюформу. Образцыподвергали старениюпри температуре 300…500 °C. Методами исследования являются механические испытания на статическое растяжение и триботехнические испытания, а также спектральный анализ химического состава и металлографические исследования свинцово-оловянистой бронзы, легированной никелем. Результаты и обсуждения . Известно, что одним из способов изменения структуры и свойства материала является термическая обработка, в результате которой формируется структура, создаваемая дисперсионным разложением после закалки и старения. В результате происходит образование упорядоченных структур, что приводит к увеличению твердости до максимального значения. Установлено, что максимальная твердость (138 HB) бронзы БрС10О10Н5 достигается старением при температуре 325 °C в течение четырех часов. После старения образцов происходит рост прочностных характеристик – предела текучести на 10 %, предела прочности на 24 %. Усредненные значения результатов энергодисперсионного рентгеновского спектрометрического анализа (EDS) выделенной фазы указывают на то, что укрупненные дисперсные частицы являются тройным химическим соединением, предположительно Cu9NiSn3. Исследованы триботехнические характеристики бронзы до и после старения. Было определено, что свинец в составе бронзы снижает коэффициент трения в два раза. Термическая обработка не оказала существенного влияния на коэффициент трения бронзы БрС10О10Н5. Износостойкость бронзы со свинцом после термической обработки в два раза выше, чем у бронзы до термической обработки, и в пять раз выше, чем у бронзы без свинцовых включений. Представленные результаты показывают возможности применения термической обработки для повышения прочности и износостойкости свинцово-оловянистой бронзы с добавками никеля. Для цитирования: Структура и свойства термически обработанной литой в металлическую форму бронзы БРС10О10Н5 / Н.С. Клочков, Ю.П. Егоров, О.М. Утьев, С. Барелла // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2019. – Т. 21, № 2. – С. 145–153. – DOI: 10.17212/1994-6309-2019-21.2-145-153. ______ *Адрес для переписки Клочков Николай Сергеевич , аспирант Томский политехнический университет, пр. Ленина, 30, г. Томск, 634050, Россия Тел.: 8 (382) 270-17-17, e-mail: nikart2012@gmail.com