ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 3 2026 244 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ и общего разупрочнения материала у края дорожки трения отчетливо виден характер квазивязкого течения материала (рис. 11, д). Кромка контакта становится неровной, поверхностный слой содержит участки окислившейся механической смеси из мягкой бронзы и частиц износа. Заключение В настоящей работе проведено комплексное исследование эволюции структурно-фазового состояния, механических и трибологических свойств алюминиевой бронзы Cu-9Al-2Mn при различных режимах термической обработки, интенсивной пластической деформации (ИПД) и последующего низкотемпературного отжига. На основании полученных данных сформулированы следующие основные выводы. Установлено, что интенсивная пластическая деформация посредством многоосевой ковки с последующей прокаткой при комнатной температуре формирует в бронзе Cu-9Al-2Mn ультрамелкозернистую структуру (100…300 нм), упрочненную деформационно-индуцированным мартенситом, двойникованием и высокой плотностью дислокаций. Низкотемпературный отжиг при 400 °C вызывает полигонизацию и выделение частиц γ2-фазы, а отжиг при 500 °C – первичную рекристаллизацию с образованием равноосных зерен 300…700 нм. По данным механических испытаний выявлено, что ИПД повышает предел текучести в ~2,5 раза (до 998 МПа) и микротвердость до 3,24 ГПа при снижении пластичности по сравнению с горячекатаным прутком после отжига. Отжиг при 400 °C дополнительно увеличивает предел текучести до 1095 МПа за счет механизма упрочнения границами измельченного зерна. Рекристаллизация при 500 °C снижает прочность, но восстанавливает пластичность до ~18 %. Установлено, что образцы после ИПД лучше сопротивляются повреждениям при царапании, что подтверждается минимальной глубиной царапин и снижением тангенциальной силы на 40 % по сравнению с крупнозернистыми образцами. Механизм разрушения меняется с вязкого пропахивания на упругопластическое оттеснение с микрорезанием, поверхностные трещины и массивные наплывы исчезают. По результатам трения скольжения без смазки выявлено, что коэффициент трения почти не зависит от структурно-фазового состояния образцов. ИПД многократно повышает износостойкость по сравнению с термообработанными крупнозернистыми образцами. После отжига при 500 °C износ возрастает, но остается ниже, чем у крупнозернистых состояний. По результатам металлографических исследований установлено, в результате трения у крупнозернистых образцов с высокой пластичностью наблюдается пластическое течение материала по направлению трения. После закалки с температуры 900 °C деформация локализуется в тонком приповерхностном слое толщиной 15…20 мкм с образованием микротрещин. За счет сильного упрочнения у образцов после ИПД глубина зоны сдвига локализована в поверхностном слое толщиной ~5…10 мкм. На основе анализа данных вибродиагностики и АЭ установлено, что при трении крупнозернистых образцов вибрации трибосистемы наиболее интенсивные. Высокие значения энергии и медианной частоты АЭ обусловлены вязким характером разрушения адгезионных связей на микронеровностях. При переходе к более хрупкому разрушению и образованию подповерхностных микротрещин происходит снижение медианной частоты за счет перехода деформации и разрушения на более высокий масштабный уровень. Полученные результаты открывают широкие перспективы использования алюминиевой бронзы Cu-9Al-2Mn в ультрамелкозернистом модифицированном состоянии для изготовления высоконагруженных узлов трения, подшипников скольжения, тяжелонагруженных червячных пар и деталей арматуры, работающих в жестких условиях сухого фрикционного взаимодействия и абразивного износа. В качестве дальнейших направлений исследований предполагается изучение термической стабильности УМЗ-структуры при длительных нагревах, проведение трибологических испытаний в агрессивных средах и при абразивном изнашивании, а также оценка циклической усталостной прочности.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1