Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 2

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 21 No. 2 2019 147 MATERIAL SCIENCE ры готовились металлографические шлифы с помощью шлифовальных шкурок с различным размером зерна абразива. Окончательную поли- ровку проводили на сукне с применением водно- го раствора окиси хрома. Структуру выявляли травлением образцов концентрированной соля- ной кислотой. Старение при температуре 300…500 °С про- водилось в муфельной печи с последующим ох- лаждением на воздухе. Твердость измеряли на твердомере Бринелля ТШ-2. Механические характеристики определяли с использованием испытательной машиныМИРИ- 100К (Россия) с погрешностью измерения ± 1%. Для определения данных характеристик исполь- зовали схемы одноосного растяжения по ГОСТ 1497–84 на цилиндрических образцах с галтеля- ми типа III с диаметром рабочей части 6 мм. Трибологические испытания по схеме «шар– диск» проводили на установке Pin-on-Disk Tribometer (TRB) фирмы CSM Instrument и про- граммного продукта TriboX Software version 4.1.I при нагрузке 5 Н. Продолжительность испыта- ний составляла 3000 циклов (≈56 м). Материал «шарика» – сталь ШХ15. Количественно потерю объема при изнаши- вании определяли по формуле [20] ∆ V = Sl , где S – площадь сечения бороздки износа, мм 2 ; l – длина бороздки, мм. Приведенный износ I (величину, обратную износостойкости) рассчи- тывали с использованием нормировки потери объема при испытании Δ V на величины пробега N (м) и приложенной нагрузки P (Н) [20]: I = ∆ V /( NP ), [мм 3 · Н –1 · м –1 ]. Для определения площади сечения бороздки износа применяли трехмерный бесконтактный профилометр Micro Measure 3D Station. Результаты и их обсуждение На рис. 1 изображена микроструктура спла- ва БрС10О10Н5 в литом состоянии. Структура сплава состоит из α-твердого раствора олова, никеля в меди, эвтектоида α + δ (δ – химическое соединение Cu 31 Sn 8 ) и включений свинца [10]. Свинцовые включения расположены в межден- дритном пространстве. Рис. 1. Микроструктура БрС10О10Н5, оптическая микроскопия Fig. 1 . Microstructure of bronze Cu-10Pb-10Sn-5Ni, optical microscopy На рис. 2 показано изменение твердости бронзы БрС10О10Н5 в зависимости от времени и температуры старения. Анализ приведенных зависимостей говорит о том, что твердость уве- личивается со временем старения до максималь- ного значения при температуре 325 °С, а затем уменьшается. Образование упорядоченных структур при дисперсионном разложении в процессе старе- ния увеличивает твердость до максимального значения. Увеличение времени старения приво- дит к дальнейшему выделению и укрупнению дисперсных частиц, что приводит к снижению твердости [2, 14]. На рис. 3 изображена микроструктура об- разцов после выдержки при температурах 325 и 500 °С в течение четырех часов. Микрострукту- ра образцов после выдержки при температуре 325 °С (рис. 3, а ) практически не отличается от микроструктуры бронзы в литом состоянии без проведения старения (см. рис. 2). После выдерж- ки при температуре 500°С (см. рис. 3, б ) мож- но различить вдоль границы зерен выделения укрупненных дисперсных частиц. Разложение твердого раствора происходит во время процесса старения [16]. Так как дисперс- ные частицы очень тонкие, поэтому различить и исследовать их с помощью оптической микро- скопии достаточно сложно [14]. Для определения состава дисперсных частиц микроанализатором EDS (SEM) был проведен