Page 134 - Zmist-n5-2015

Ô³çèêî-õ³ì³÷íà ìåõàí³êà ìàòåð³àë³â. – 2015. – ¹ 5. – Physicochemical Mechanics of Materials

УДК 620.1:621.762
АБРАЗИВНА ЗНОСОТРИВКІСТЬ СПЛАВУ Ti–Fe–Cr, ОТРИМАНОГО
САМОПОШИРЮВАЛЬНИМ ВИСОКОТЕМПЕРАТУРНИМ
СИНТЕЗОМ І МОДИФІКОВАНОГО БОРОМ І ВУГЛЕЦЕМ

О. О. ОНИЩУК
Луцький національний технічний університет

Подано результати досліджень впливу складу шихти на відносну абразивну зносо-
тривкість матеріалу системи Ti–Fe–C–В–Сr, отриманого самопоширювальним висо-
котемпературним синтезом. Встановлено, що після додавання вуглецю та бору гете-
рогенність структури та зносотривкість зростають. Виявлено, що внаслідок форму-
вання оптимального складу шихти і досягнення меншої поруватості матеріалу забез-
печуються його найвищі трибологічні характеристики.
Ключові слова: самопоширювальний високотемпературний синтез, система
Ti–Fe–C–В–Сr, склад шихти, втрати маси, зносотривкість, поруватість, твер-
дість, бор, хром, вуглець.
Розвиток сучасної науки і техніки потребує матеріалів з високими триболо-
гічними і фізико-механічними характеристиками. Самопоширювальний високо-
температурний синтез (СВС) застосовують, як правило, в індивідуальному ви-
робництві для розробки нових матеріалів та під час термічного зварювання мета-
лів [1, 2]. Останнім часом синтезовані нові сплави системи Ti–Fe–Cr, але їм влас-
тиві підвищена поруватість і відносно низька зносотривкість [2, 3]. Для поліп-
шення цих характеристик пропонують додатково легувати їх бором і вуглецем.
Матеріали та методи. За вихідні матеріали взяли технічно чисті порошки
(mm) вуглецю (1…5), титану (5…15), бору (0,1...5) і хрому (1...5). Замість порош-
ків заліза використовували порошки сталі ШХ15 (10…40 mm) – шлам підшипни-
3
кового виробництва, які змішували кульковому млині об’ємом 2 dm упродовж
120 min з додаванням уайт-спіриту, що інтенсифікував синтез, запобігаючи роз-
шаровуванню порошкових компонентів шихти. Суміші пресували одностороннім
холодним способом під тиском 460 МРа і одержували циліндричні зразки (висо-
2
тою 0,018… 0,025 m та діаметром 0,05 m) площею в перерізі 0,012 m . Перед
СВС спресовані зразки сушили при 523…573 K у вакуумній шафі. СВС викону-
вали у реакторі із корозійнотривкої сталі 0Х18Н9Т, в якому зразок ставили на
предметний столик, куди підводили термопари для вимірювання температури та
вольфрамову електричну спіраль для ініціювання хімічної реакції горіння. Реак-
тор закривали, а зразок нагрівали до пірофорності матеріалу (846 K). Фронт
горіння розповсюджувався за зразком до протилежного від ініціювальної спіралі
боку. Максимальна температура процесу 2773 K.
Для електронно-мікроскопічних досліджень спечених зразків застосовували
сканівний електронний мікроскоп ZEISS EVO 40XVP зі системою рентгенівсько-
го мікроаналізу INCA Energy 350 та електронний МИМ-10. Питому густину вимі-
рювали методом гідростатичного зважування на аналітичних терезах ВЛР-200.
Поруватість матеріалів визначали металографічним методом, а мікротвердість –
приладом ПМТ-3 за навантажень на індентор 0,49 N. Абразивне зношування за

Контактна особа: О. ОНИЩУК, e-mail: oksankaduda@mail.ru
133