Поведение при сухом скольжении аддитивно выращенных сплавов БрАМц9-2/12Х18Н9Т

С помощью аддитивного электронно-лучевого выращивания были получены сплавы БрАМц9-2/12Х18Н9Т со следующими соотношениями концентраций 90:10, 75:25, 50:50 и 25:75. В работе была исследована микроструктура, механические и трибологические свойства полученных материалов. В качестве контртел использовали шарики из Si3N4, которые скользили без смазки по дискам из полученных материалов. Максимальный и минимальный уровни предела прочности при растяжении составили 813 МПа и 635 МПа, достигнутые для образцов, содержащих БрАМц9-2/12Х18Н9Т в соотношении 50:50 и 75:25 соответственно. Показано, что с увеличением содержания стали с 10 до 75 %, происходит увеличение среднего коэффициента трения и интенсивности изнашивания. Имеет место смена механизма изнашивания от износа за счёт избыточной пластической деформации к абразивному изнашиванию. Этот переход сопровождается уменьшением флуктуаций значений коэффициента трения. Несмотря на наличие подповерхностных дефектов у сплавов с большим количеством стали, их средние значения коэффициента трения лежат в диапазоне меньших величин (0,38—0,42) по сравнению с известными из литературы материалами, коэффициент трения которых лежит в диапазоне 0,46—0,52 при сравнимых условиях трибологических испытаний. Таким образом, полученные в работе материалы имеют уровень свойств, позволяющий применять данные материалы при изготовлении высоконагруженных деталей и узлов судоходной техники, которые подвергаются изнашиванию в условиях воздействия агрессивных сред.

1. Long Wang, Anh Kiet Tieu, Huynh H. Nguyen, Shenglu Lu, and Shaogang Cui. Sliding Wear Be-havior and Electrochemical Properties of Binder Jet Additively Manufactured 316SS/Bronze Compo-sites in Marine Environment // Tribology Interna-tional. — 2021 (156), April, 106810. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2020.106810

2. Badr G. Ateya, Elsayed A. Ashour, and Sayed M. Sayed. Corrosion of α‐Al Bronze in Saline Water // Journal of The Electrochemical Society. — 1994 (141). DOI 10.1149/1.2054712

3. Shaogang Cui, Shenglu Lu, Kiet Tieu, Ganesh Kumar Meenashisundaram, Long Wang, Xi-aofeng Li, Jun Wei, and Wei Li. Detailed Assess-ments of Tribological Properties of Binder Jetting Printed Stainless Steel and Tungsten Carbide Infil-trated with Bronze // Wear. — 2021 (477), 203788. https://doi.org/10.1016/j.wear.2021.203788

4. Babatunde Abiodun Obadele, Anthony An-drews, Mxolisi Brendon Shongwe, and Peter Apata Olubambi.Tribocorrosion Behaviours of AISI 310 and AISI 316 Austenitic Stainless Steels in 3.5% NaCl Solution // Materials Chem-istry and Physics. — 2016 (171), 239—246. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2016.01.013

5. Lan Chen, Brodan Richter, Xinzhou Zhang, Xu-dong Rena, and Frank E. Pfefferkorn. Modifica-tion of Surface Characteristics and Electrochemical Corrosion Behavior of Laser Powder Bed Fused Stainless-Steel 316L After Laser Polishing // Addi-tive Manufacturing. — 2020 (32), 101013. https://doi.org/10.1016/j.addma.2019.101013

6. Neville A., Hodgkiess T., and Dallas J.T. A Study of the Erosion-Corrosion Behaviour of En-gineering Steels for Marine Pumping Applica-tion // Wear. — 1995 (186–187), 497—507. https://doi.org/10.1016/0043-1648(95)07145-8

7. Li Wen-sheng, Wang Zhi-Ping, Lu Yang, Gao Yong, and Xu Jian-Lin.Preparation, Mechanical Properties and Wear Behaviours of Novel Alumi-num Bronze for Dies Transactions of Nonferrous // Metals Society of China. — 2006 (16), 607—612. https://doi.org/10.1016/S1003-6326(06)60107-6

8. Зыкова А.П., Панфилов А.О., Чумаев-ский А.В., Воронцов А.В., Тарасов С.Ю. Элек-тронно-лучевое аддитивное производство ком-позиционного сплава из нержавеющей стали и алюминиевой бронзы: микроструктура и меха-нические характеристики // Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия. — 2023 (66), 197—205. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2023-2-197-205

9. Zykova A., Panfilov A., Chumaevskii A., Voron-tsov A., Moskvichev E., Nikonov S., Gurianov D., Savchenko N., Kolubaev E., and Tarasov S. In-situ Dispersion Hardened Aluminum Bronze/Steel Composites Prepared Using a Double Wire Electron Beam Additive Manufacturing // Progress in Addi-tive Manufacturing. — 2023 (8), 1067—1082. https://doi.org/10.1007/s40964-022-00378-4

10. Vorontsov A., Astafurov S., Melnikov E., Mos-kvina V., Kolubaev E., and Astafurova E.The Microstructure, Phase Composition and Tensile Properties of Austenitic Stainless Steel in a Wire-Feed Electron Beam Melting Combined with Ul-trasonic Vibration // Materials Science and Engi-neering: A. — 2021 (820), 141519. https://doi.org/10.1016/j.msea.2021.141519

11. Peter J. Blau. On the Nature of Running-In // Tri-bology International. — 2005 (38), 1007—1012. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2005.07.020

12. Bowden F.P. and Tabor D. Mechanism OF Metal-lic Friction // Nature. — 1942 (150), 197—199

13. Lin N., Liu Q., Zou J., Guo J., Li D., Yuan S., Ma Y., Wang Z., Wang Z., and Tang B. Surface Texturing-Plasma Nitriding Duplex Treatment for Improving Tribological Performance of AISI 316 Stainless Steel // Materials. — 2016 (9), no. 11, 875. https://doi.org/10.3390/ma9110875