Закономерности формирования градиентных микро- и мезоструктур при трении и их роль в изнашивании ионно-имплантированных сталей

• Автор: Легостаева, Елена Викторовна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 248 с. : ил

1. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ТРЕНИЯ И ИЗНАШИВАНИЯ

МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

1.1. Структура поверхностных слоев при трении

1.2. Основные механизмы изнашивания и виды износа

1.3. Морфология поверхностей трения

1.4. Классификация частиц изнашивания

2. ИОННАЯ ИМПЛАНТАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ МИШЕНИ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЕТАЛЛОВ

2.1. Применение ионных пучков для модификации физико-механических свойств металлов

2.2. Виды ионной имплантации

2.3. Взаимодействие ускоренных ионов с твердым телом

2.4. Структурно-фазовые изменения в мишени при ионной имплантации

2.5. Повышение износостойкости металлов и сплавов методом ионной имплантации
3. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ. ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДИКИ
ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Постановка задач
3.2. Материалы исследований и подготовка образцов
3.3. Методики экспериментальных исследований
3.3.1. Ионная обработка
3.3.2. Триботехнические испытания
3.3.3. Исследования развития пластической деформации при трении на мезоуровне
3.3.4. Исследование микроструктуры
3.3.5. Измерение концентрационных профилей
3.3.6. Определение фазового состава

3.3.7. Измерение микротвердости
3.3.8. Измерение морфологии поверхностей трения
3.3.9. Исследование морфологии частиц износа
4. ВЛИЯНИЕ ВЫСОКОДОЗОВОЙ ИМПЛАНТАЦИИ ИОНОВ МОЛИБДЕНА
НА ФОРМИРОВАНИЕ ГРАДИЕНТНЫХ МИКРО- И МЕЗОСТРУКТУР В ПРИПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЯХ СТАЛИ 45 ПРИ ТРЕНИИ
4.1. Формирование градиентной структуры в приповерхностных ионно-имплантированных слоях стали 45 и ее влияние на трение и износ
4.1.1. Структурно-фазовое состояние стали
4.1.2. Формирование градиентной микроструктуры при ионной имплантации
стали
4.1.3. Влияние ионной имплантации на кривые износа стали
4.2. Формирование градиентных микро- и мезоструктур в приповерхностных
слоях неимплантированной и ионно-имплантированной стали 45 в процессе трения
4.2.1. Формирование градиентных микро- и мезоструктур в приповерхностных
слоях неимплантированной стали 45 в процессе трения на стадии приработки
4.2.2. Развитие пластической деформации при трении и формирование микро
мезоструктур в приповерхностных слоях ионно- имплантированной стали
5. ВЛИЯНИЕ ВЫСОКОДОЗОВОЙ ИМПЛАНТАЦИИ ИОНОВ МОЛИБДЕНА
ПА ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗРУШЕНИЯ ГРАДИЕНТНЫХ МИКРО- И МЕЗОСТРУКТУР В ПРИПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЯХ СТАЛИ 45 ПРИ
ТРЕНИИ И ФОРМИРОВАНИЕ ЧАСТИЦ ИЗНОСА
5.1. Эволюция пластической деформации на мезоуровне в приповерхностных слоях неимплантированной стали 45 в процессе трения

5.2. Формирование частиц износа и разрушение градиентной микро- и мезоструктуры в приповерхностных слоях неимплантированной стали 45 при трении
5.3. Эволюция пластической деформации на мезоуровне в приповерхностных слоях ионно-имплантированной стали 45 в процессе трения
5.4. Формирование частиц износа и разрушение приповерхностного слоя ионно-имплантированной стали 45 при трении
5.5. Основные закономерности формирования структуры в приповерхностных слоях стали 45 при трении и механизмы изнашивания
6. ВЛИЯНИЕ ВЫСОИНТЕНСИВНОЙ ИМПЛАНТАЦИИ ИОНОВ АЗОТА НА ФОРМИРОВАНИЕ И РАЗРУШЕНИЕ ГРАДИЕНТНЫХ СТРУКТУР В ПРИПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЯХ СТАЛИ 40Х В ПРОЦЕССЕ ТРЕНИЯ
6.1. Микроструктура, фазовый состав и микротвердость имплантированных ионами азота приповерхностных слоев стали 40Х
6.2. Влияние высоинтенсивной ионной имплантации на кривые износа
стали 40Х
6.3. Эволюция пластической деформации на мезоуровне в приповерхностных слоях стали 40Х в процессе трения
6.4. Основные закономерности формирования структуры в приповерхностных слоях стали 40Х при трении и закономерности
изнашивания
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
В основе механизма развития трещин лежит тот же механизм, что и при обычной объемной усталости. Специфичность процесса контактной усталости заключается в значительно большем уровне действующих напряжений сжатия, в тепловыделении от внешнего трения, в наличии двух тел и промежуточной среды между ними, активно участвующей в процессе, и в роле микронеровностей как концентраторов напряжений.
В заключении отметим что, при трении в большинстве случаев могут одновременно реализовываться два или более отдельных механизмов износа. Вид изнашивания зависит от условий работы изделия и изменение условий (вид смазки, скорость скольжения, температура) может приводить к изменению ведущего механизма изнашивания.
1.3. Морфология поверхностей трения
Совокупность физико-химических процессов, сопровождающих фрикционное взаимодействие, определяет вид изнашивания и его интенсивность. При этом на поверхности трения формируются различные структуры, анализируя которые можно получить важнейшую информацию о процессе фрикционного взаимодействия.
В связи с этим необходимой задачей является классификация структур поверхностей, сформированных при различных режимах трения. В работе [101] предложена классификация структур поверхностей, формирующихся в процессе трения, по характерным морфологическим признакам. Там же рассмотрены и некоторые механизмы формирования структур.
Согласно данной классификации поверхности трения имеют полосчатую или лепестковую структуры, в редких случаях возможно формирование зеркальной структуры. Полосчатая структура подразделяется на полосчатопленочную и бороздчатую структуры, а лепестковая структура - на чешуйчатую и лепестково-пленочную структуры. Кроме перечисленных выше структурных особенностей, характерных для протяженных участков поверхностей,