Page 15 - Maksymiv_avtoref

13

Окрім того, виявили, що температура у зоні фрикційного контакту пари тертя із
сталлю 40Х із наноструктурованим поверхневим шаром нижча порівняно з
парою тертя із сталлю без НКС, що теж позитивно впливає на зносостійкість.
При вивченні впливу температури нагрівання сталі 40Х після МІО на її
зносостійкість у парі тертя з чавуном ВЧ60 (рис. 7) виявили, що вона
залишається максимально високою в діапазоні температур нагрівання Т = 200 –
300 °С, майже на рівні без нагрівання. Це, очевидно, пов’язано з дією
наступних чинників: за Т = 200 °С позитивний вплив зменшення розміру
кристалітів D (від 63 нм без нагрівання до 40 нм) нівелюється негативним
впливом на зносостійкість збільшення зміни параметра ґратки Δd/d (від 0,04%
до 0,08%). Незважаючи на суттєвий спад мікротвердості H (від 8,5 ГПа до
µ
5,8 ГПа) та зростання коефіцієнта тертя μ (табл. 5: від 0,012 до 0,021) за
Т = 300 °С висока зносостійкість надалі зберігається, що зумовлено подальшим
зменшенням D (від 40 нм до 20 нм) і Δd/d (від 0,08% до 0,05%). За Т = 400 –
500 °С зносостійкість зменшується поряд зі збільшенням розміру кристалітів
та зниженням мікротвердості.

Таблиця 5. Коефіцієнт тертя поверхневого шару НКС сталі 40Х після
нагрівання до різних температур

НКС без Температура нагрівання, °С
Коефіцієнт нагрівання 200 300 400 500
тертя μ
0,018 0,012 0,021 0,019 0,020

Втомна та корозійно-втомна витривалість. Дослідили сталі 50ХН та
60Х2М з поверхневими НКС, сформованими МІО (рис. 8). Ці сталі
застосовують для виготовлення валків гарячого вальцювання, які працюють в
умовах одночасної дії абразивного середовища (окалини), а також змінних
механічних і термічних напружень. Для збільшення величини та глибини
залягання залишкових напружень стиску поверхню зразків після МІО обкатали
роликами (МІО+Р). Після такої комбінованої обробки глибина залягання
залишкових напружень стиску сягає 220 мкм, а їх величина на поверхні
становить 1150 МПа.

600

2 500 2
500

σ, МПа 400 4 σ, MПа 400 4

300
1 300 1
200 3 200 3

100
100
10 4 10 5 10 6 10 7 N, циклів 10 5 10 6 10 7 N, циклів
a б

Рис. 8. Криві втоми та корозійної втоми сталей 50ХН (a) та 60Х2М (б) на повітрі