Аннотация
В качестве материала для вкладышей подшипников скольжения многих крупногабаритных агрегатов (например, турбин гидроэлектростанций), традиционно используются сплавы Баббита. Структура высокооловянистого баббита Б83 состоит из трех фаз: альфа-фазы, являющейся твердым раствором сурьмы и меди в олове, бета-фазы, представляющей собой кристаллы SnSb с гексагональной и ромбоэдрической решеткой и мелкой эта-фазы (Cu6Sn5). Измельчение крупных интерметаллидных частиц, присутствующих в структуре баббитов приводит к повышению усталостной прочности и способствует увеличению ресурса работы подшипников скольжения.
В работе проведено исследование влияния интенсивной пластической деформации, реализуемой методом кручения под квазигидростатическим давлением, на микроструктуру и микротвердость литого баббита Б83.
Литой баббит Б83 (Sn11Sb5,5Cu) характеризуется микроструктурой с крупными кубическими частицами альфа-фазы SnSb размером 100-200 мкм, мелкой эта-фазой в виде крупных игл соединения Cu6Sn5. При этом основная альфа-фаза является субмикрокристаллической с размером зерен 1-3 мкм.
Заготовки толщиной 0,5 мм и диаметром 10 мм подвергали кручению под высоким давлением на наковальнях Бриджмена при комнатной температуре на 2, 5 и 10 оборотов, что соответствовало истинной логарифмической степени деформации 7,8 и 9.
После ИПД методом ККГД с е=7 наблюдается измельчение и сфероидизация частиц бета-фазы c исходного размера до 15-20 мкм, дальнейшее увеличение степени деформации не приводит к изменению размеров частиц бета-фазы. В бета-фазе происходит измельчение зерна при истинной логарифмической степени деформации е равной 7 и 8 с исходного размера до 1 мкм, при е=9 размер зерна составляет около 200 нм.
Измерения микротвердости показали, что ИПД методом ККГД со степенью е=9 приводит к повышению микротвердости баббита Б83 на 80 %.
Ссылки (13)
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. N. I. Noskova, R. R. Muluykov. Submicrocrystalline and nanocrystalline metalls and alloys. Urals Branch of the Russian Academy of Sciences, Ekaterinburg (2003) 279 p. (in Russian). [Н. И. Носкова, Р. Р. Мулюков. Субмикрокристаллические и нанокристаллические металлы и сплавы. Уральское отделение РАН. Екатеринбург (2003) 279 с.
8. A. P. Zhilyaev, A. I. Pshenichnyuk. Superplasticity and grain boundaries in ultrafine materials. M.: FIZMATLIT. (2008) 320 p. (in Russian) [А. П. Жиляев, А. И. Пшеничнюк. Сверхпластичность и границы зерен в ультрамелкозернистых материалах. М.: ФИЗМАТЛИТ. (2008) 320 с.].
9. A. P. Zhilyaev, T. G. Langdon. Prog. Mater. Sci. 53, 893 (2008).
10. L. G. Korshunov, N. I. Noskova, A. V. Korznikov, N. L. Chernenko, N. F. Vil’danova. The Physics of Metals and Metallography. 108, 519 - 526 (2009).
11. N. I. Noskova, L. G. Korshunov, A. V. Korznikov. Metal Science and Heat Treatment. 50, 593 - 599 (2008).
12. B. M. Efros, V. P. Pilyugin, A. M. Patselov, Y. Y. Beigelzimer, N. B. Efros. Ultrafine Grained Materials II (Y. T. Zhu, T. G. Langdon, R. S. Mishra, S. L. Semiatin, M. J. Saran, T. C. Lowe, eds.). Warrendale, PA: The Minerals, Metals and Materials Society. 193 - 197 (2002).
13. V. S. Kovalenko. Metallurgical reagents. M.: Metallurgya (1981) 120 p. (in Russian) [В. С. Коваленко. Металлографические реактивы. М.:Металлургия (1981) 120 с.].