Obrabotka Metallov 2012 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (54) 2012 84 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ дов оптической и растровой электронной микро- скопии. Серый чугун, выплавленный по стандартной методике, имеет перлитную основу с графит- ными включениями завихренного типа, распре- деленными равномерно по объему материала и имеющими средний размер 230 мкм (рис. 2, а ). Структура основы чугуна, выплавленного с до- бавлением 5 % меди, идентична материалу № 1 и состоит из колоний перлита (рис. 2, б ). Наряду с графитными включениями в материале № 2 обна- ружено также наличие включений округлой фор- мы, в больших количествах содержащих медь, о чем свидетельствует характерный золотистый от- тенок (рис. 2, в ). Размеры крупных включений до- стигают 1000 мкм, в то время как основная масса медистых выделений имеет размеры до 200 мкм. Проведение энергодисперсионного рентге- новского микроанализа позволило выявить рас- пределение химических элементов в объеме се- рого чугуна, содержащего указанные включения (рис. 3). По результатам проведенного анализа видно, что некоторое количество меди (ок. 5 %) содержится в основе чугуна, формируя твердый раствор на основе α-железа, однако наибольшее количество меди зафиксировано во включениях медистой фазы. В ее составе присутствует бо- лее 90 % данного элемента. Очевидно, что на- личие медистых включений является причиной различного поведения серого чугуна в условиях контактного трения. Заключение На основании полученных результатов стоит отметить, что исследуемые материалы – серые чугуны – имеют худшие триботехнические свой- ства по сравнению с антрифрикционной бронзой БрОС10-10 в жидких смазывающих средах, в ка- честве которых в работе использовались вода и минеральное масло. В то же время серый чугун, выплавленный с добавлением 5 % меди, при вы- соких нагрузках (более 1500 Н) в среде конси- стентной смазки показывает гораздо более вы- сокие триботехнические свойства по сравнению с БрОС1 0-10 и чугуном, полученным по стан- дартной методике. Структурные исследования выявили, что улучшение фрикционных характе- ристик серого чугуна с добавлением меди проис- ходит вследствие выделения в материале окру- глых включений медистой фазы. На основании проведенных исследований следует заключить, что применение серого чугуна, выплавленного с добавлением 5 % меди, целесообразно в усло- виях трения скольжения в тяжелонагруженных узлах механизмов, работающих с применением консистентной смазки. Список литературы 1. Iain Le May, L. McDonald Schetky. Copper in iron and steel. – Wiley, 1982. – 423 pages. 2. Бобро Ю.Г., Платонова Л.A. Некоторые осо- бенности микроструктуры алюминиевых чугунов, легированных медью // Новое в металлографии чу- гуна. – Киев, 1981. – С. 94–99. 3. Сильман Г.И., Камынин В.В., Тарасов А.А. Анти- фрикционные чугуныс повышеннымсодержаниеммеди // Металлургия машиностроения. – 2002. – № 4. – С. 17. 4. Сильман Г.И., Камынин В.В., Гончаров В.В . Влияние меди на структуру и свойства высокопроч- ного чугуна с шаровидным графитом // Заготови- тельные производства в машиностроении – 2010. – № 6. – С. 43–48. 5. Sil'man G.I., Kamynin V.V., Tarasov A.A. Effect of cop- per on structure formation in cast iron // Metal Science and Heat Treatment. – 2003. – Т. 45. – № 7–8. – С. 254–258. 6. Соловьев В.П., Курагин О.В. Оценка влияния химических элементов на графитизацию чугуна // Литейное производство. – 1991. – № 7. – С. 7–8. Effect of Copper addition on Friction Properties of Gray Cast Iron N.V. Stepanova, V. Kumar, V.A. Kuznetsov, P.A. Popelukh, E.D. Golovin The present work is intended to study friction properties and microstructural changes in a gray cast iron produced with addition of 5% copper by weight. The friction properties were examined within three different lubricants under the normal load of 100…2000 N. Bronze of the system Cu-10%Pb was utilized as a reference material. In a high-load range the modified grey cast iron showed better frictional properties than bronze. Keywords : grey cast iron, friction properties, copper addition, microstructure.