Износостойкость инструментальных сталей в условиях сухого трения скольжения

Проведены триботехнические исследования сталей марок 5ХНМ, 11Х4В2МФ3С2 и 95Х6М3Ф3СТ в условиях сухого трения скольжения в парах стальной диск-палец из твёрдого сплава ТТ10К8Б при давлении 40 МПа. Схема испытаний основана на возвратно-поступательном перемещении стального образца относительно твёрдосплавного контртела со скоростью 0,1 м/с. Время испытаний каждого из образцов составляло 10 часов. В качестве критерия стойкости в процессе трения скольжения использовали величину линейного износа элементов пар трения. Минимальный износ в условиях сухого трения скольжения в паре с индентором из твёрдого сплава ТТ10К8Б зафиксирован при испытании образцов из высокоуглеродистой инструментальной стали 11Х4В2МФ3С2 после закалки от 1060 °С и трёхкратного отпуска при 525 °С. Величина суммарного линейного износа в паре трения «сталь 11Х4В2МФ3С2 — твёрдый сплав ТТ10К8Б» в 4 раза меньше по сравнению с парой «сталь 5ХНМ — твёрдый сплав ТТ10К8Б».

1. Установка для испытания пары сухого трения на износ при возвратно-поступательном движении: патент № 2745799 РФ, МПК G01N 3/56.: № 2020120734; Заявл. 16.06.2020; Опубл. 01.04.2021, Бюл. № 10 / О.И. Стояновский, В.Г. Галуцкий, А.Ф. Черендин

2. Тихонович В.В. Влияние легирования хромистых сталей молибденом на формирование износостойких сверхмелкозернистых покрытий при работе узлов трения в разных технологических средах // Металлофизика и новейшие технологии. — 2019, № 9, 1231—1260

3. Крутский Ю.Л., Гудыма Т.С., Кучумова И.Д., Хабиров Р.Р., Антропова К.А. Карбиды некоторых переходных металлов. Свойства, области применения, методы получения. Часть 1. Карбиды титана и ванадия (обзор) // Известия вузов. Черная металлургия. — 2022 (65), № 5, 305—322

4. Гольдштейн М.И., Литвинов В.С., Бронфин Б.М. Металлофизика высокопрочных сплавов. — М.: Металлургия. — 1986

5. U˘gur Arabacı. The Effects of Oil-Quenching and Over-Tempering Heat Treatments on the Dry Sliding Wear Behaviours of 25CrMo4 Steel. Review article // Heliyon. — 2024 (10), no. 3, e25589

6. Kalandyk Barbara, Zapała Renata, Madej Monika, Kasińska Justyna, and Piotrowska Katarzyna. Influence of Pre-Hardened GX120Mn13 Cast Steel on the Tribological Properties under Technically Dry Friction // Tribologia. — 2022 (301), no. 3, 17—24

7. Гольдштейн М.И., Фарбер В.М. Дисперсионное упрочнение стали. — М.: Металлургия. — 1979

8. Коршунов Л.Г., Черненко Н.Л. Структурные превращения и трибологические эффекты в поверхностном слое аустенитной хромоникелевой стали, инициированные наноструктурированием и оксидированием // Поверхность. Синхротронные и нейтронные исследования. — 2020, № 6, 95—101

9. Fadin V.V., Aleutdinova М.I., Potekaev A.I., and Kulikova O.A. The Surface Layer States in Metallic Materials Subjected to Dry Sliding and Electric Current // Russian Physics Journal. — 2017 (60), no. 5, 908—914

10. Колубаев А.В., Тарасов С.Ю., Сизова О.В. и др. Эволюция структуры поверхностного слоя металлов в условиях трения скольжения // Трение и износ. — 2007 (28), № 6, 582—590

11. Stechishyn M.S., Skyba M.Ye., Martynyuk A.V., and Zdorenko D.V. Wear Resistance of Structural Steels Nitrided in a Cyclically Switched Discharge with Dry Friction // Problems of Tribology. — 2023 (28), no. 1/107, 20—24

12. Hurey Ihor, Maruschak Pavlo, Augousti Andy, Flowers Alan, Gurey Volodymyr, Dzyura Volodymyr, and Prentkovskis Olegas. Resistance to Wear during Friction without Lubrication of Steel-Cast Iron Pairing with Nanocrystalline Structure-Reinforced Surface Layers // Lubricants. — 2023 (11), no. 10, 418

13. Deng S.Q., Godfrey A., Liu W., and Zhang C.L. Microstructural Evolution of Pure Copper Subjected to Friction Sliding Deformation at Room Temperature // Material Science and Engineering: A. — 2015 (639), 448—455