ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

ТЕХНОЛОГИЯ • ОБОРУДОВАНИЕ • ИНСТРУМЕНТЫ
Print ISSN: 1994-6309    Online ISSN: 2541-819X
English | Русский

Последний выпуск
Том 20, № 3 Июль - Сентябрь 2018

Износостойкость заэвтектоидной стали, легированной медью и алюминием

Выпуск № 4 (69) Октябрь - Декабрь 2015
Авторы:

Степанова Наталья Владимировна,
Батаев Анатолий Андреевич,
Ситников Александр Андреевич,
Осколкова Татьяна Николаевна
DOI: http://dx.doi.org/10.17212/1994-6309-2015-4-72-79
Аннотация
Исследованы структура, механические свойства и износостойкость заэвтектоидной стали с содержанием 0,09…8,97 мас. % меди. Обнаружены три типа частиц на основе меди. Частицы первого типа имеют размер ~20 нм и располагаются в ферритных промежутках перлита. Частицы второго типа имеют размер ~1 мкм и располагаются по границам бывшего зерна γ-Fe. Частицы третьего типа имеют круглую форму и размер ~25 мкм. Повышение содержания меди сопровождается ростом микротвердости пластинчатого перлита. Введение в сталь 3 мас. % Cu сопровождается ростом микротвердости перлита с 380 до 430 HV. При этом твердость по Бринеллю увеличивается с 340 до 390 НВ. Главным образом, это связано с выделением в ферритных промежутках наноразмерных частиц ε-фазы. При испытаниях по схеме трения скольжения износостойкость заэвтектоидной стали, содержащей 8,97 % меди, в 3,5 раза выше по сравнению с бронзой БрА9Ж3Л и на ~23 % по сравнению с антифрикционным чугуном АЧС-1. В условиях трения о закрепленные частицы абразива относительная износостойкость заэвтектоидной стали с добавлением меди почти в 3 раза выше износостойкости бронзы БрА9Ж3Л. Увеличение уровня износостойкости в условиях трения скольжения, связанное с повышением содержания меди, вызвано повышением объемной доли наноразмерных частиц на основе меди.
Ключевые слова: заэвтектоиданая сталь, структура, наноразмерные включения, микротвердость, износостойкость

Список литературы
1. Stepanova N.V., Razumakov A.A. The effect of doping with copper and aluminium on structure, mechanical and friction properties of steel // Proceedings of the 8th International Forum on Strategic Technology (IFOST–2013), 28 June–1 July, Mongolian University of Science and Technology. – Ulaanbaator, Mongolia: IEEE organized, 2013. – Vol. 2. – P. 240–242.

2. Влияние меди на антифрикционные свойства серых чугунов / Е.Д. Головин, В.А. Кузнецов, В. Кумар, П.А. Попелюх, Н.В. Степанова // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2012. – № 1 (54). – С. 81–84.

3. Stepanova N.V., Razumakov A.A., Lozhkina Е.А. Structure and mechanical properties of Cu–alloyed cast iron // Applied Mechanics and Materials. – 2014. – Vol. 682. – P. 178–182.

4. Influence of Surfactants on the Structure and wear resistance of copper alloyed hypereutectoid steel / N. Stepanova, A. Razumakov, E. Lozhkina, I. Zhil'tsov, V. Kuznetsov // Advanced Materials Research. – 2014. – Vol. 1040. – P. 53–58. – doi: 10.4028/www.scientific.net/AMR.1040.53.

5. Sil'man G.I., Kamynin V.V., Tarasov A.A. Effect of copper on structure formation in cast iron // Metal Science and Heat Treatment. – 2003. – Vol. 45, iss. 7. – P. 254–258. – doi: 10.1023/A:1027320116132.

6. Преварский А.П. Исследование системы –– // Известия Академии наук СССР. МеталлыС

7. Chairuangsri T., Edmonds D.V. The precipitation of copper in abnormal ferrite and pearlite in hyper-eutectoid steels // Acta Materialia. – 2000. – Vol. 48, iss. 15. – P. 3931–3949. – doi:10.1016/S1359-6454(00)00176-2.

8. Cao L., Wu S., Liu B. On the Cu precipitation behavior in thermo-mechanically embrittlement processed low copper reactor pressure vessel model steel // Materials & Design. – 2013. – Vol. 47. – P. 551–556. – doi: 10.1016/j.matdes.2012.12.055.

9. Fourlaris G., Baker A.J., Papadimitriou G.D. Microscopic characterisation of ε–Cu interphase precipitation in hypereutectoid Fe–C–Cu alloys // Acta Metallurgica et Materialia. – 1995. – Vol. 43, iss. 7. – P. 2589–2604. – doi:10.1016/0956-7151(94)00474-V.

10. Chairuangsri T., Edmonds D.V. Abnormal ferrite in hyper-eutectoid steels // Acta Materialia. – 2000. – Vol. 48, iss. 7. – P. 1581–1591. – doi: 10.1016/S1359-6454(99)00442-5.

11. Amorphous, quasicrystalline and other metastable structures produced at the interface of explosively welded dissimilar materials / I. Malutina, I. Bataev, D. Lazurenko, K. Hokamoto, M. Esikov, V. Mali, A. Jorge Junior, A. Bataev // 22nd International Symposium of Metastable, Amorphous and Nanostructured Materials (ISMANAM 2015), Paris, France, 13–17 July 2015. – Paris, 2015. – P. 25.

12. Медь в черных металлах / под ред. И. Ле Мэя, Л.М.-Д. Шетки; пер. с англ. И.Д. Марчуковой, А.Н. Штейнберга; под ред. О.А. Банных. – М.: Металлургия, 1988. – 311 с. – ISBN 5-229-00073-2.

13. Диаграммы состояния металлических систем: cправочник. В 3 т. Т. 2 / под общ. ред. Н.П. Лякишева. – М.: Машиностроение, 1996. – 1024 с. – ISBN 5-217-01569-1.

14. Shubhank K., Kang Y. Critical evaluation and the termodynamic optimization of Fe–Cu, Cu–C, Fe–C binary systems and Fe–Cu–C ternary system // Calphad. – 2014. – Vol. 45. – P. 127–137. – doi: 10.1016/j.calphad.2013.12.002.

15. Sil’man G.I. About retrograde solidus and stratification of melt in the Fe–Cu and Fe–Cu–C systems // Metal Science and Heat Treatment. – 2009. – Vol. 51, iss. 1. – P. 19–24. – doi: 10.1007/s11041-009-9120-1.

16. Яковлев А.Ю., Волчок И.П. Влияние меди на структуру и свойства графитизированной стали // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2008. – № 1. – С. 44–46.
Просмотров: 576