Институт проблем сверхпластичности металлов РАН, ул. Степана Халтурина 39, Уфа, 450001, Россия Микроструктура и характер неоднородности поверхностных слоев являются определяющими параметрами при прогнозировании разрушения материала при изнашивании. Описание процесса износа является непростой задачей, особенно для материалов с неоднородной структурой. А именно такая структура, будет обладать высокими антифрикционными свойствами: пластичная матрица + твердые изолированные частицы. В полной мере

more »

... о касается баббитов -сплавов Sn-Sb-Cu, структура которых состоит из трех фаз: матричной α-фазы; крупных кубических кристаллов β-фазы и η-фазы, в виде «звездочек» и «игл». Частицы β-фазы в баббите обладают низкой пластичностью, достаточно хрупкие и отзываются на скалывающие напряжения, возникающие при испытании на износ раньше или одновременно с матричной фазой. Возникает предположение, что если получить баббит с микроструктурой, в которой α-фаза будет равномерно замощена мелкими частицами β-фазы, можно будет избежать этапа приработки. В качестве объекта исследования выбран баббит Б83 химического состава Cu -5,5-6,5 % (масс.), Sb -10-12 % (масс.), Sn-остальное. Проведены исследования изнашивания баббита Б83, полученного способами литья и жидкой штамповки. Баббит, полученный литьем, характеризуется микроструктурой с крупными кубическими частицами β-фазы SnSb размером 100-200 мкм, мелкой η-фазой в виде крупных игл соединения Cu 6 Sn 5 . В баббите, полученном жидкой штамповкой, формируется мелкозернистая структура, происходит измельчение частиц β-фазы до 40-50 мкм, η-фаза приобретает глобулярную форму. Жидкая штамповка приводит к значительному упрочнению баббита Б83, при этом микротвердость α-фазы увеличивается примерно в 2,5 раза, микротвердости β-и η-фаз возрастают примерно на 10 %, по сравнению с литым баббитом. Показано, что жидкая штамповка приводит к формированию структуры с равномерно распределенными мелкими частицами интерметаллидных фаз, износ которой характеризуется отсутствием этапа приработки и низкой потерей массы, как при одинарной, так и при двойной нагрузке. Ключевые слова: антифрикционный материал, износ, кристаллизация, оловянные баббиты Wear is a specific form of destruction that consists of the removal of material from the friction surface. Even for uniform (from the viewpoint of mechanical properties) surfaces of a contact pair, the determina tion of the wear mechanism and the calculation of the wear rate are complex problems. The description of the wear of materials with an inhomogeneous structure is causing some difficulties. Among such materials are SnSbCu alloys. Their structure consists of three phases: the matrix α-phase; the β-phase and the η-phase. The particles of the β-phase in the babbit possess low plasticity, and respond to the shearing stresses that appear during the wear test before or simultaneously with the matrix phase; i.e., the particles of wear can be formed as a result of the cleavage of hard inclusions of the β-phase. Therefore, it can be supposed that this process is responsible for the mechanism of running-in during the wear tests of cast babbit. As the material for the investigation, the cast commercial babbit B83 (Sn11.5Sb5.5Cu) was used.Investigations were carried out on the samples obtained by casting and liquid forging. The cast babbit characterized by a microstructure with β-phase particles with sizes of 100-200 microns and η-phase in the form of large needles. In the babbit obtained by the liquid forging, the fine-grained structure was formed, the size of β-phase particle reduced up to 40-50 microns, η-phase became to globular shape. It has been shown that the liquid forging leads to a structure with uniformly distributed fine particles of intermetallic phases, which is characterized by the absence of wear running-in stage and low weight loss, both at single and in double loads.