Механические свойства баббита Б83 с различной структурой при осадке

А.Х. Валеева1, И.Ш. Валеев1, А.Х. Ахунова1
1Институт проблем сверхпластичности металлов РАН, 450001, г.Уфа, ул. Ст. Халтурина 39
Аннотация
Показано, что скоростное охлаждение приводит к формированию в баббите Б83 структуры с мелкими, раздробленными частицами интерметаллидных фаз, равномерно распределенными в матричной фазе. Компьютерное моделирование прогнозирует ее высокую износостойкость  при работе крупногабаритного подшипника скольжения.Современные пакеты прикладных программ (ANSYS, Deform, LS-Dyna) позволяют рассчитать поведение материала при предельных или аварийных режимах работы для конструкций любого размера. Однако они не имеют достаточной базы по свойствам металлов и сплавов, поэтому для адекватного описания процесса необходимо вводить экспериментальные механические свойства исследуемого материала. Цель работы — получить механические свойства баббита Б83 с различным структурным состоянием, для использования при компьютерном моделировании в среде программного продукта DEFORM. В качестве объекта исследования выбран баббит Б83 химического состава Cu – 5,5 – 6,5 % вес., Sb – 10 – 12 %, Sn — ост. с двумя различными структурными состояниями, полученными при разной скорости кристаллизации в результате литья в форму с охлаждением на воздухе и при литье в форму с охлаждением проточной водой (скоростное охлаждение). Механические свойства определяли при испытаниях на осадку согласно ГОСТ 8817 – 82. Оптическую металлографию проводили на микроскопе «Axiovert-100А», с программой обработки изображения KSLite. С помощью пакета прикладных программ DEFORM-2D было проведено компьютерное моделирование работы крупногабаритного подшипника скольжения в двумерной постановке. Для оценки степени разрушения подшипника определяли скалярный параметр поврежденности с использованием модели накопления поврежденности металла при монотонной деформации. Показано, что скоростное охлаждение приводит к формированию структуры с мелкими, раздробленными частицами интерметаллидных фаз, равномерно распределенными в матричной фазе. Такая структура характеризуется повышенными механическими свойствами, а компьютерное моделирование позволяет прогнозировать ее высокую стойкость при изнашивании вкладыша из баббита Б83 при работе крупногабаритного подшипника скольжения.
Получена: 04 июля 2017   Исправлена: 20 июля 2017   Принята: 15 августа 2017
Просмотры: 21   Загрузки: 5
Ссылки
1.
A. I. Shpagin. Antifrictional alloys. M.: Metallurgya (1956) 326 p. (in Russian) [А. И. Шпагин. Антифрикционные сплавы. М.: Металлургия (1956) 326 с.]
2.
Wear-resistant materials in chemical machine building. Handbook. Ed. Yu. M. Vinogradov. L.: Mashinostroyenie (1977) 256 p. (in Russian) [Износостойкие материалы в химическом машиностроении. Справочник. Под ред. Ю. М. Виноградова. Л.: Машиностроение (1977) 256 с.]
3.
F. A. Sadykov, N. P. Barykin, I. Sh. Valeev, V. N. Danilenko. Journal of Materials Engineering and Performance. 12, 29 – 36 (2003).
4.
I. M. Lyubarskii, L. S. Palatnik. Metallofizika of friction. M.: Metallurgy (1976) 176 p. (in Russian) [И. М. Любарский, Л. С. Палатник. Металлофизика трения. М.: Металлургия (1976) 176 с.]
5.
F. A. Sadykov, N. P. Barykin, I. Sh. Valeev. Strength of Materials 34, 196 – 199 (2002).
6.
N. P. Barykin, R. F. Fazlyahmetov, A. Kh. Valeeva. Metal science and Heat Treatment. 48, 88 – 91 (2006).
7.
A. Kh. Valeeva, I. Sh. Valeev, R. F. Fazlyakhmetov. Journal of Friction and Wear. 35. № 4, 311 – 315 (2014). DOI: 10.3103 / S1068366614040138
8.
V. S. Kovalenko. Metallurgical reagents. M.: Metallurgya (1981) 120 p. (in Russian) [В. С. Коваленко. Металлографические реактивы. М.: Металлургия (1981) 120 с.]
9.
V. L. Kolmogorov. Plasticity and destruction. M.: Metallurgy (1977) 336 p. (in Russian) [В. Л. Колмогоров Пластичность и разрушение. М.: Металлургия (1977) 336 с.]
10.
A. A. Bogatov. Mechanical properties and metals destruction methods. Ekaterinburg: Ural State Technical University (2002) 329 p. (In Russian) [А. А. Богатов. Механические свойства и методы разрушения металлов: Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ — УПИ (2002) 329 с.]