ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 3 2026 238 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ а б Рис. 6. Изменение тангенциальной силы (а) при царапании и максимальная глубина царапины (б) для образцов бронзы Cu-9Al-2Mn Fig. 6. Tangential force (a) during scratching and maximum scratch depth (б) for Cu-9Al-2Mn bronze samples пластическое оттеснение или микрорезание при царапании образцов с разным структурно-фазовым состоянием. По уровню финальных значений силы сдвига при максимальной нагрузке 30 Н образцы делятся на три группы. Первая группа с наивысшим уровнем тангенциальной силы (~9…10,0 Н) формируется из исходных крупнокристаллических состояний (образцы 1–3). Из-за глубокого внедрения индентора в металл сопротивление его движению сильно возрастает, соответственно растет и тангенциальная сила. Вторую группу образуют образцы после многоосевой ковки (образец 4) и после рекристаллизационного отжига при 500 °C (образец 7). На финальном участке пути их тангенциальная сила стабилизируется в районе ~7…7,5 Н. В случае образца 4 снижение силы сдвига связано с измельчением зерен и ростом твердости, что уменьшает глубину царапины и соответственно объем деформируемого материала. Для образца 7 частичное разупрочнение при рекристаллизации возвращает материалу пластичность, слегка увеличивая глубину царапины и силу сопротивления по сравнению с образцом после прокатки. При этом кривые образцов остаются очень плавными, что говорит об однородном характере износа без микротрещин. Третья группа характеризуется минимальными значениями тангенциальной силы ~6 Н, зафиксированными у образцов 5 и 6 (прокатка и последующий низкотемпературный отжиг при 400 °С). Их графики практически сливаются на протяжении всей дистанции царапания. Это указывает на то, что ультрамелкозернистая структура после прокатки и отжига обладает наивысшей поверхностной прочностью. Индентор скользит по поверхности на минимальной глубине, благодаря чему тангенциальная сила снижается почти на 40 % по сравнению с исходным отжигом. Результаты испытаний в условиях трения скольжения без смазки свидетельствуют о сложном характере влияния структурно-фазового состояния образцов на их трибологические свойства. При анализе графиков изменения коэффициента трения (КТ) за время испытания (рис. 7, а) и его средней величины (рис. 7, б) не выявлено существенных различий. С момента начала трения КТ немного увеличивается, что обусловлено приработкой пары трения. Затем КТ стабилизируется. В среднем КТ изменяется от 0,21 до 0,23 с разбросом значений около 0,03. На основе анализа данных о площади сечения дорожки износа (рис. 8, а), виброметрии (рис. 8, б) и акустической эмиссии (рис. 8, в, г) можно выявить особенности изнашивания в зависимости от структурно-фазового состояния бронзы. Образцы с крупнозернистой структурой характеризуются низкой износостойкостью.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1