Представлены результаты сравнительного исследования морфологии частиц износа и поверхностей трения, формирующихся на различных стадиях пластической деформации стали 45 в исходном неимплантированном и ионно-имплантированном состояниях при трении. Испытания на трение проводили по схеме «вал – колодка». Частицы износа и поверхности трения исследовали методами растровой электронной и оптической микроскопии. Процесс изнашивания ионно-имплантированных и исходных образцов стали 45 в феррито-перлитном состоянии сопровождается образованием частиц износа и бороздок трения, размеры которых соответствуют трем масштабным уровням. При этом для ионно-имплантированных и неимплантированных образцов наблюдается хорошая корреляция между размерами частиц износа различного масштаба и поперечными размерами бороздок для каждого из трех масштабных уровней; размерами частиц износа первого масштабного уровня (единицы микрометров) и размерами фрагментов микроструктуры; размерами частиц износа второго масштабного уровня (десятки микромеров) и размерами фрагментов мезоструктуры; размерами частиц износа третьего масштабного уровня (сотни микрометров) и размерами фрагментов вихревой мезоструктуры. Формирование градиентной мезоструктуры на стадии приработки для неимплантированных образцов сопровождается повышенным износом и подобно формированию вторичной структуры I типа. При трении разрушение фрагментов вторичной структуры приводит к формированию частиц износа трех масштабных уровней и конгломератов частиц износа. Формирование фрагментированной структуры на стадии установившегося изнашивания как для исходных, так и неимплантированных образцов подобно формированию вторичной структуры II типа и характеризуется минимальным износом. Разрушение фрагментированной структуры и формирование крупных вытянутых частиц износа с размерами 100–400 мкм (третий уровень) сопровождается вихревым движением мезофрагментов. Вихревое движение элементов мезоструктуры для ионно-имплантированных образцов наступает значительно позже по сравнению с исходными образцами, что является основной причиной уменьшения количества формирующихся крупных частиц износа (третий уровень) и, следовательно, уменьшения износа ионно-имплантированных образцов по сравнению с исходными.

Е.В. Легостаева, Ю.П. Шаркеев, В.А. Кукареко  Сравнительное исследование частиц износа и поверхностей трения, формирующихся в процессе трения и износа неимплантированной и ионно-имплантированной стали 45 // Физ. мезомех. - 2002. - Т. 5. - № 1. - С. 59-70