Изнашивание и электропроводность многокомпонентных материалов системы Cu/SS при трении без смазочного материала в условиях пропускания токов высокой плотности

Сотрудниками лабораторий физики упрочнения поверхности (ЛФУП), локальной металлургии в аддитивных технологиях (ЛЛМАТ) и структурного дизайна перспективных материалов (ЛСДПМ) проведен анализ износоустойчивости и контактного сопротивления в условиях пропускания токов высокой плотности многокомпонентных материалов системы Cu/SS, содержащих 10, 25, 36 и 50 об.% нержавеющей стали. Многокомпонентные материалы получали на лабораторной экспериментальной установке аддитивного электронно-лучевого производства металлических изделий из проволоки в ИФПМ СО РАН. Исследованы механизмы изнашивания и эволюции подповерхностного слоя данных материалов при трении с пропусканием и без пропускания электрического тока плотностью более 100 А/см². При низких значениях тока скольжение было аналогично сухому скольжению, что характеризовалось адгезионным изнашиванием и образованием трибологических переходных слоев на изнашиваемых поверхностях. При трении с электрическим током наблюдалось адгезионное изнашивание с интенсивным переносом материала квазивязким течением. Увеличение плотности тока приводило к интенсивной пластификации подповерхностного слоя и образованию трибологических механически смешанных слоев, состоящих из оксидов железа, оксидов железа и хрома (шпинелей), смешанных с α-Cu(Ni), что способствовало как снижению трения, так и улучшению контактной электропроводности. Результаты исследования представляют собой важный шаг в разработке трибокомпозитов на основе разнородных материалов.
Работа выполнена в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН тема FWRW-2022-0004. Результаты исследования опубликованы в журнале Wear (Q1, Impact factor 6,1).
Wear and contact conductivity of multicomponent copper/stainless steel additively manufactured alloys in unlubricated sliding with passing electric current / K.S. Osipovich, V.V. Fadin, N.L. Savchenko, A.V. Chumaevskii, A.O. Panfilov, E.N. Moskvichev, D.A. Gurianov, E.A. Kolubaev, S. Yu. Tarasov // Wear – 2025. https://doi.org/10.1016/j.wear.2025.206372.