Obrabotka Metallov 2012 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (56) 2012 67 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Значительное количество научных исследований в материаловедении посвящено проблемам форми- рования структуры и свойств материалов в процессе кристаллизации. Один из часто изучаемых параме- тров – это скорость охлаждения. Скорость охлажде- ния достаточно просто изменить путем изменения материала, нагрева или охлаждения литейной фор- мы. При этом влияние этого фактора, оказываемое на структуру и свойства, зачастую становится весь- ма значительным. Например, для антифрикционных марок бронз (свинцовистых, свинцово-оловянистых) изменение скорости охлаждения в процессе кристал- лизации приводит к изменению формы свинцовых включений, величины зерна, параметров дендрит- ной ячейки матрицы и количества наиболее твердой фазы – эвтектоида. Все эти изменения сказываются на свойствах отливок. Среди уже проведенных ис- следований имеется множество работ, посвященных свойствам бронзовых отливок, получаемых в ли- тейные формы из различных материалов. При этом количественные значения свойств, а также такие важнейшие характеристики, как циклическая долго- вечность, коэффициент трения, практически не при- водятся. Несмотря на то что большое количество УДК 669.35 ВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ ОХЛАЖДЕНИЯ БРОНЗЫ БРОС10-10 НА СТРУКТУРУ, ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И ЦИКЛИЧЕСКУЮ ДОЛГОВЕЧНОСТЬ ОТЛИВОК Н.В. МАРТЮШЕВ, канд. техн. наук, доцент ( ТПУ, г. Томск ) Н.В. ПЛОТНИКОВА, канд. техн. наук, доцент В.Ю. СКИБА, канд. техн. наук, доцент А.И. ПОПЕЛЮХ, канд. техн. наук, доцент ( НГТУ, г. Новосибирск ) И.В. СЕМЕНКОВ, аспирант ( ТПУ, г. Томск ) Статья поступила 3 сентября 2012 года Мартюшев Н.В. – 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30, Томский политехнический университет, e-mail: martjushev@tpu.ru Изучалось влияние условий кристаллизации оловянно-свинцовистой бронзы на параметры получаемой микро- структуры. Изменение условий кристаллизации осуществлялось изменением скорости охлаждения расплава через пред- варительный нагрев литейных форм. Представлены количественные закономерности влияния скорости охлаждения ис- следуемой бронзы на ее фазовый состав. Кроме того, опубликованы данные об усталостных свойствах исследуемого материала. Показано, что скорости охлаждения 40...60 °С/с (литье в нагретую до 300...400 °С с последующим охлажде- нием на воздухе) приводят к получению более высокой циклической долговечности. Ключевые слова: медь, бронза, кристаллизация, скорость охлаждения, циклическая долговечность, свинцовые включения. деталей, изготавливаемых из свинцово-оловянистых бронз, работает исключительно на износ, существу- ет обширный класс бронзовых деталей, которые по- мимо хорошей износостойкости должны обладать высокими прочностными характеристиками (уплот- нения и поршневые кольца, маслоплотные и экспан- дерные кольца). Такие детали работают в условиях циклических нагрузок, иногда знакопеременных. В результате эти детали часто выходят из строя не из-за износа, а из-за разрушения. Замена их приво- дит к дополнительным затратам и потерям за счет простоя оборудования и снижения выпуска готовой продукции. Поэтому разработка бронзовых материа- лов и технологий, направленных на повышение ци- клической долговечности данных деталей, является актуальной. В настоящей работе поставлена задача изучить влияние скорости охлаждения на структуру и цикли- ческую долговечность свинцово-оловянных бронз марки БрОС 10-10. Выбор данной марки обуслов- лен массовостью ее применения и использованием в условиях циклических нагрузок. Условия плавки и заливки бронзового расплава подробно описаны в [1]. Изменение скоростей охлаждения осуществля-