Новые антифрикционные материалы на основе системы железо-медь

• Автор: Кравченков, Антон Николаевич
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 142 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 Антифрикционные сплавы

1.2 Особенности производства антифрикционных сплавов

1.3 Методы порошковой металлургии.

1.4 Растворение твердых металлов и сплавов в жидких, кинетика и лимитирующая стадия.

1.5 Образование твердых и жидких растворов и интерметаллидов как конкурирующие процессы при ТЖВ
1.6 Способы производства композиционных материалов из Ж, основанные на монотектическом взаимодействии.
1.7 Преимущества и недостатки метода контактного легирования, основанного на монотектической реакции

1.8 Сплавы на основе системы железомедьсвинсцолово.

ГЛАВА 2. ОПИСАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Подготовка образцов к металлографическому анализу.
2.2 Оборудование для микроструктурного анализа
2.3 Определения твердости и предела прочности.
2.4 Оборудование и методики определения микротвердости
2.5 Сканирующий электронный микроскоп.
2.6 Рентгеноспектральный анализ.
2.7 Рентгеновский фазовый анализ
2.8 Определение износостойкости и коэффициента трения.
2.9 Математическая обработка результатов
ГЛАВА 3. ОБОСНОВАНИЕ КОНЦЕПЦИИ ВЫБОРА НОВОГО
ЭЛ ЕМ ЕНТ АЛ ИД ЕР А.
3.1. Общий подход к выбору элементовлидсров
3.2 Физическая модель действия элементовлидеров
3.3 Анализ двойных диаграмм равновесия
3.4 Концепция выбора нового элементалидера для поверхностного
легирования железомедного сплава свинцом.
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
4.1 Микроструктура исходного материала
4.2 Описание экспериментов
4.3 Контактное легирование чистой меди, железа и железомедного сплава из расплавов РЬ7п, РЬ8п, РЬ8пгп
4.4 Получение сплавов железомедьсвинецоловоцинк.
4.5 Микрорентгеноспектральный анализ
4.6 Фазовый анализ
4.7 Зависимость ширины рабочего слоя от времени выдержки в расплаве РЬ58п2п.
4.8 Механические и антифрикционные свойства сплавов
4.8.1 Механические свойства.
4.8.2 Антифрикционные свойства
ГЛАВА 5. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ НОВЫХ И БАЗОВЫХ АНТИФРИКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛ О В
5.1 Анализ современных подшипников скольжения.
5.2 Наплавка железомедного сплава на сталь с последующим контактным легированием
5.3 Сравнение новых и базовых антифрикционных материалов.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Обоснована и экспериментально подтверждена рекомендуемая температура контактного легирования 0-0°С. Приведенный в первой главе работы обзор литературных данных позволил сделать вывод о том, что задача улучшения антифрикционных свойств, повышения износостойкости материалов и сокращения затрат на их производство остается актуальной на современном этапе развития техники. Во второй главе работы приводится описание оборудования и методик исследований, проводимых при выполнении данной работы. В третьей главе работы представлено обоснование концепции экспериментов. В четвертой главе работы представлены результаты исследования взаимодействия расплавов свинца с оловом, свинца с цинком, свинца с цинком и оловом с чистыми медыо, железом, железо-медным сплавом, а также взаимодействие расплава РЬ-2п-8п с различным содержанием олова до % с Ре-Си сплавом. В пятой главе работы проведен сравнительный анализ базовых и новых антифрикционных материалов, полученных методом контактного легирования. Влияние электромагнитных полей на структуру и характеристики материалов», ИМАШ им. А.А. Благонравова РАН. Москва . В работе использованы современные методы металлоірафического, микрорентгеноспектрального, рентгеновского фазового анализа, современные методики и оборудование для трибологических исследований, методы математической обработки результатов эксперимента и современная вычислительная техника. ГЛАВА 1. Антифрикционные сплавы применяются для изготовления подшипников скольжения. В некоторых случаях (например, при использовании баббитов) такие подшипники получают путем заливки вкладышей в стальную обойму. При использовании антифрикционных сплавов на основе более тугоплавких металлов (например, бронз) из них изготавливают вкладыши путем механической обработки. Основные требования, предъявляемые к таким сплавам, определяются условиями работы вкладыша подшипника. В автомобилестроении улучшение свойств антифрикционных материалов, способных работать в условиях сухого трения, является актуальной' задачей, так как ее решение позволяет существенно упростить, конструкцию узлов трения и их обслуживание, уменьшить их массу и повысить надежность в работе [7-9]. Такие сплавы прежде всего должны обладать достаточной твердостью, которая не будет вызывать сильный износ вала, легко деформироваться под влиянием местных напряжений, т. Следует отметить, что важную роль играет наличие в антифрикционных материалах твердой смазки. В качестве твердых смазок в настоящее время используют различные легкоплавкие металлы, сплавы, соединения, в основном такие как, свинец и олово [-]. Температура плавления таких твердых смазок не должна быть высокой, сплавы должны обладать хорошей теплопроводностью и устойчивостью против коррозии. Для достижения этих свойств, структура антифрикционных сплавов должна быть гетерофазной и удовлетворять принципу Шарпи. БрСЗО) []. Для подшипников, работающих при высоких температурах, используют композиционные материалы с твердой смазкой. Бронзы, латуни и медьсодержащие сплавы являются основой для создания таких материалов. Основным преимуществом материалов с твердой смазкой является их способность работать при высоких температурах. Из всех компонентов, применяемых в качестве твердой смазки, наиболее широко применяется свинец. Прежде всего, это связано с тем, что свинец обладает хорошей пластичностью, отсутствием наклепа при комнатной температуре и низкой температурой плавления. Также следует отметить, что иногда для улучшения смазывающих свойств в материал вводят не одну, а несколько видов смазок, что способствует повышению долговечности, которая оправдывает себя даже при введении дорогих и дефицитных металлов, таких как олово [-]. В данной работе будут главным образом рассматриваться антифрикционные сплавы второй группы, а именно сплавы с твердой тугоплавкой матрицей и равномерно распределенными, в ней частицами мягкой легкоплавкой фазы. Такие сплавы предназначены для работы при повышенных нагрузках и температурах и представляют особый интерес для транспортного машиностроения.