Трибологический контакт в системах материалов «CuCrNiZrTi – КЧ50», «CuCrNiZrTi – 40Х», «CuCrNiZrTi – 12Х2Н2»
DOI:
https://doi.org/10.31489/2022No1/78-89Ключевые слова:
система материалов, коэффициент трения, пьезокоэффициент, сдвиг, тангенциальная прочность, смазочное образование.Аннотация
Ограниченность сведений о проявлении параметров молекулярной составляющей трения – сдвиговой прочности адгезионной связи и пьезокоэффициента молекулярной составляющей для каждого конкретного исследования предопределяет использование целенаправленного определения параметров моделированием сдвига на малогабаритных образцах с целью повышения объективности и точности оценки результата. В статье поставлена задача о проведении определительных триботехнических испытаний высокоэнтропийного сплава CuCrNiZrTi для оценки его приспосабливаемости к режимам нагружения и смазыванию при контактном взаимодействии со сталью, чугуном и проявления параметров адгезионных свойств моделированием сдвига на малогабаритных образцах. Триботехнические испытания проводились на машине трения СМЦ-2 в два этапа на малогабаритных образцах по схеме трения «подвижный диск – неподвижная колодка». Образцы – диски изготавливались из следующих материалов: сталь 40Х, сталь 12Х2Н2, чугун КЧ50. Образцы – колодки изготавливались из высокоэнтропийного сплава CuCrNiZrTi (890 HV). В качестве смазочного материала использовалось трансмиссионное масло ТАД-17И 85W90 с динамической вязкостью 0.106 Pa·с при 50ºС. В условиях капельного смазывания поверхности образцов исследуемых материалов представляются совместимыми и удовлетворительно прирабатываются. При этом параметры скоростного и силового нагружения обуславливают проявление граничной смазки. Выход по времени на режим установившегося трения практически одинаков для всех систем, и наблюдается через 7,5 мин. При этом системы материалов при смазывании были одинаково стабильны в интервале силы нормального нагружения от 140 до 230 Н и показали следующие значения динамического коэффициента трения: «КЧ50- CuCrNiZrTi» μ=0,13; «40Х- CuCrNiZrTi» μ=0,22; «12Х2Н4- CuCrNiZrTi» μ=0,17. Полученные графические закономерности и параметры их математического аппроксимирования позволили определить характер изменения адгезионных свойств системы CuCrNiZrTi при изменении скоростей сдвига.
Библиографические ссылки
"1 Kubich V.I., Cherneta O.G., Yurov V.M. Potential difference of metal machine parts methodology for determining the parameters of adhesional properties of materials on the SMC-2 friction machine. Eurasian Physical Technical Journal, 2019, Vol.16, No. 2(32), pp. 78-82.
Yeh J.W., Chen Y.L., Lin S.J. High-entropy alloys – a new era of exploitation. Materials Science Forum, 2007, Vol. 560, pp. 1-9.
Azarenkov N.A., Sobol O.V., Beresnev V.M., et al. Vacuum-plasma coatings based on multi-element nitrides. Metallofiz. Noveishie Tekhnol. 2013, Vol. 35, No. 8, pp. 1061-1084.
Firstov S.A., Gorban V.F., Krapivka N.A., Pechkovsky E.P. A new class of materials - highly entropic alloys and coatings. Vestnik TSU, 2013, Vol.18, No. 4, pp. 1938-1940.
Firstov S.A., Gorban V.F., Andreev A.O., Krapivka N.A. Superhard coatings of highly entropic alloys. Science and Innovation, 2013, Vol. 9, No. 5, pp. 32 – 39.
Pogrebnyak A.D., Bagdasaryan A.A., Yakushchenko I.I., et al. The structure and properties of highly entropic alloys and nitride coatings based on them. Uspekhi Khimii, 2014, Vol. 83, No. 11, pp. 1027-1061. [in Russian]
Maksimchuk I.N., Tkachenko V.G., Vovchok A.S., et al. The decay kinetics and thermal stabilization of the cast alloy system Mg-Al-Ca-Mn-Ti. Metallofiz. Noveishie Tekhnol. 2014, Vol. 36, No. 1, pp. 1-15.
Firstov S.A., Gorban V.F., Krapivka N.A., et al. The relationship between the ratio of the σ phase and the fcc phase with the electron concentration of cast two-phase high-entropy alloys. Composites and Nanostructures, 2015, Vol. 7, No. 2, pp. 72-84.
Shaginyan L.R., Gorban V.F., Krapivka N.A., Firstov S.A., Kopylov I.F. Properties of coatings of the high-entropy Al–Cr–Fe–Co–Ni–Cu–V alloy obtained by magnetron sputtering. Superhard Materials, 2016, No.1, pp. 33-44.
Firstov S.A., Gorban V.F., Krapivka N.A., Danilenko N.I., Kopylov V.I. The effect of plastic deformation on the phase composition and properties of high-entropy alloys. Міжвузівський збірник ""Наукові Notes"", Lutsk, 2016, No. 54, pp. 326-338. [in Ukrainian]
Gorban V.F., Krapivka N.A., Firstov S.A. High entropy alloys - electron concentration - phase composition - lattice parameter – properties. Physics of Metals and Metallurgy, 2017, Vol. 118, No. 10, pp.1017-1029.
Firstov G., Koval Y., Timoshevskii A., Yablonovskii S., Van Humbeeck J. Chemical bonding and crystal structure of Zr-based intermetallic high-temperature shape memory alloys. Chem. Met. Alloys, 2013, Vol. 6, pp. 205-208.
Kosorukova T., Firstov G., Koval Y., et al. Structural phase transformations and shape memory effect in ZrCu along with Ni and Hf additions. MATEC Web of Conferences, 2015, Vol. 33, pp. 06005.
Lyakisheva N.P. (editor). State diagrams of binary metal systems. Engineering, 1996 – 2000, 832 p.
Pushin V.G., et al. Baroelastic effects of shape memory in titanium nickelide alloys subjected to plastic deformation under high pressure. Journal of Technical Physics, 2012, Vol. 82, No. 8, pp. 67-75.
Petrov A.A. Functional properties of titanium nickelide under thermomechanical effects characteristic of active devices. The dissertation of the candidate of physical and mathematical sciences, St. Petersburg, 2004, 114 p.
Boguslaev V.O., Greshta V.L., Kubich V.I., et al. The inflow of heat-resistant gorges on the third tribotechnical and physical and mechanical authorities. Science visitor of the National Guard University. NTU ""DP"", 2020, pp. 41 – 47."
