Чавуни з покращеними трибологічними властивостями

Спосіб визначення трибологічних властивостей чавунів, який відрізняється тим, що вміст фосфідної евтектики на поверхні тертя 2-7об. % одержують в інтервалі швидкостей 0,2-0,5м/с при контактному тиску 0,5-5МПа в умовах сухого тертя та граничного змащення. Корисна модель відноситься до покращення антифрикційних властивостей сірих (СЧ) та високоміцних (ВЧ) чавунів з ферито-перлітною матрицею в умовах сухого тертя та граничного змащування. З [1] відомо, що зносостійкість, міцнісні характеристики гетерофазних залізовуглецевих сплавів на основі заліза можна суттєво покращити шляхом додаткового легування з метою утворення дрібнодисперсних твердих включень. Відомі [2] способи та методи отримання високих значень зносостійкості чавунів шляхом оптимізації режимів литва, легування та хіміко-термічної обробки. Вони спрямовані, в основному, на утворення перлітної складової на поверхні виробу. Проте, відомі способи литва забезпечують утворення такої структури лише у незначних кількостях з далекими від оптимальних геометричними параметрами в дрібних виробах, а у більших - спостерігається велика кількість небажаної" феритної складової. Застосування хіміко-термічної обробки лише в обмежених випадках здатне створити структуру, яка працездатна за різних режимів навантаження та умов тертя. Не завжди доцільне також і вартісне легування, яке дозволяє забезпечити широкий комплекс службових характеристик таких матеріалів. В основу корисної моделі поставлено задачу створити спосіб визначення трибологічних властивостей чавунів на основі дослідження механізмів впливу фосфідної евтектики на їх зношування, який дозволив би встановити оптимальну кількість евтектики з метою підвищення зносостійкості. Поставлена задача вирішується тим, що в способі визначення трибологічних властивостей чавунів вміст фосфідної евтектики на поверхні тертя 2-7об. % одержують в інтервалі швидкостей 0,2...0,5м/с при контактному тиску 0,5...5МПа в умовах сухого тертя та граничного змащення. Як відомо [2], фосфор є природною неметалічною домішкою у чавунах Крім цього, за певних умов литва, він є твердорозчинним зміцнювачем досліджуваних сплавів [3]. Згідно корисної моделі, встановлено, що ефективність опору зношенню залежить в основному від кількості фосфідної евтектики незалежно від способу, яким вона введена в метал. Фосфор сприяє утворенню легкоплавкої (ТПп~950°С) потрійної фосфідної евтектики (ФЕ), яка складається з суміші аустеніту, графіту та фосфіду заліза. Встановлено вплив температурного чинника на мікротвердість ФЕ. Показано, що за Т=320-350°С вона становить 50-60% від вихідної (39-41 HRC) [4]. На основі математичного моделювання температурних полів та експериментальних даних обґрунтовано діапазони зовнішніх факторів, за яких проявляється механізм максимальної фрикційної та антифрикційної дії ФЕ Проведено порівняльний аналіз впливу легування фосфором на зносостійкість чавунів в умовах сухого тертя та граничного змащування Показано взаємозв'язок між пластифікацією включень ФЕ та утворенням несучого мікрорельєфу у досліджуваних зразках. Встановлено, що найкращим комплексом фізико-механічних та антифрикційних властивостей володіють СЧ та ВЧ з вмістом фосфідної евтектики 2-7об. %, що наведено в таблиці «Інтенсивність зношуваності», де Ік - контр-тіла, І ч - чавуну, ц CD CO Ю a> 9536 з наступним гартуванням. Випробування проведено на машині СМЦ-2, швидкість ковзання 0,2...0,5м/с, загальне навантаження 0,5...5,0МПа. коефіцієнти тертя, HRB, НВ - твердість,