01.09.2025
ВЛИЯНИЕ ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ И НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ОТЖИГА НА ПОВЕДЕНИЕ МЕДИ М1 ПРИ ТРЕНИИ СКОЛЬЖЕНИЯ БЕЗ СМАЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА
В лаборатории физики упрочнения поверхности (ЛФУП) проведено исследование модельных образцов из технически чистой меди с разным структурным состоянием в условиях сухого трения скольжения.
Методом равноканального углового прессования и последующего отжига получили образцы меди М1 с различным структурным состоянием. Методами просвечивающей электронной микроскопии и металлографии исследовали структуру образцов до и после проведения испытаний на трение скольжения. В ходе испытаний на растяжение и наноиндентирования определили механические характеристики образцов. В процессе трения по схеме шарик—диск регистрировали коэффициент трения, вибрацию и акустическую эмиссию для выявления особенностей влияния структурного состояния материала на динамику трения. Метод конфокальной лазерной сканирующей микроскопии использовали для оценки износа.
Установлено, что увеличение числа проходов РКУП и отжиг несущественно, не более 8 %, влияют на коэффициент трения скольжения в паре сталь—медь. Показано, что увеличение числа проходов РКУП позволяет снизить износ меди М1 на 26—93 %. После отжига при температуре 200 °С дополнительно снижается износ, на 5—8 %, по сравнению с образцами без отжига. Отжиг при 300 °С приводит к увеличению износа на 37—65 %, по сравнению с образцами без отжига. Низкая пластичность и высокая твёрдость материала в сильнодеформированном состоянии приводят к формированию толстого приповерхностного слоя, состоящего из смеси окислившихся частиц износа, оксидов меди и фрагментов разрушенной поверхности трения. Отжиг при температурах 200°С и 300°С способствует менее выраженному разрушению поверхности образцов, а также окислению и смешиванию с частицами износа в более тонком приповерхностном слое. Полученные в работе результаты указывают на существенное влияние структурного состояния как на механические свойства, так и на особенности процесса трения скольжения и износа меди М1.
На рисунке показаны металлографические изображения продольного сечения дорожек износа меди М1 со структурой, сформированной после 1 (а), 4 (б), 12 (в) проходов РКУП.
Работа выполнена к.т.н. Филипповым А.В. в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН, проект FWRW-2021-0006.
Результаты исследования опубликованы в журнале Трение и износ. (Q3 в категории SJR). Филиппов А.В. влияние интенсивной пластической деформации и низкотемпературного отжига на поведение меди М1 при трении скольжения без смазочного материала // Трение и износ. 2025. Т.46. №3. С.240-249. DOI: 10.32864/0202-4977-2025-46-3-240-249.
Методом равноканального углового прессования и последующего отжига получили образцы меди М1 с различным структурным состоянием. Методами просвечивающей электронной микроскопии и металлографии исследовали структуру образцов до и после проведения испытаний на трение скольжения. В ходе испытаний на растяжение и наноиндентирования определили механические характеристики образцов. В процессе трения по схеме шарик—диск регистрировали коэффициент трения, вибрацию и акустическую эмиссию для выявления особенностей влияния структурного состояния материала на динамику трения. Метод конфокальной лазерной сканирующей микроскопии использовали для оценки износа.
Установлено, что увеличение числа проходов РКУП и отжиг несущественно, не более 8 %, влияют на коэффициент трения скольжения в паре сталь—медь. Показано, что увеличение числа проходов РКУП позволяет снизить износ меди М1 на 26—93 %. После отжига при температуре 200 °С дополнительно снижается износ, на 5—8 %, по сравнению с образцами без отжига. Отжиг при 300 °С приводит к увеличению износа на 37—65 %, по сравнению с образцами без отжига. Низкая пластичность и высокая твёрдость материала в сильнодеформированном состоянии приводят к формированию толстого приповерхностного слоя, состоящего из смеси окислившихся частиц износа, оксидов меди и фрагментов разрушенной поверхности трения. Отжиг при температурах 200°С и 300°С способствует менее выраженному разрушению поверхности образцов, а также окислению и смешиванию с частицами износа в более тонком приповерхностном слое. Полученные в работе результаты указывают на существенное влияние структурного состояния как на механические свойства, так и на особенности процесса трения скольжения и износа меди М1.
На рисунке показаны металлографические изображения продольного сечения дорожек износа меди М1 со структурой, сформированной после 1 (а), 4 (б), 12 (в) проходов РКУП.
Работа выполнена к.т.н. Филипповым А.В. в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН, проект FWRW-2021-0006.
Результаты исследования опубликованы в журнале Трение и износ. (Q3 в категории SJR). Филиппов А.В. влияние интенсивной пластической деформации и низкотемпературного отжига на поведение меди М1 при трении скольжения без смазочного материала // Трение и износ. 2025. Т.46. №3. С.240-249. DOI: 10.32864/0202-4977-2025-46-3-240-249.