СОЗДАНИЕ КОМПОЗИТНЫХ БРОНЗ, АРМИРОВАННЫХ СТАЛЬНЫМИ ДЕНДРИТАМИ

Исследована группа композитных бронз БрЖНКА 9-4-1-1, БрЖНА 12-7-1 и др., в которых хрупкие интерметаллиды типа Cu3Sn «заменены» на стальные дендриты. Изучен массоперенос Fe, Ni, Co, Al между матрицей и дендритами в этих композитах. Дисперсность дендритов в зависимости от способов производства указанных сплавов может быть повышена в 10 раз, например при вакуумном способе литья. Механические свойства образцов типа БрЖНКА (σв = 372 МПа, δ = 25 %, ψ = 42 %) по сравнению с прототипом БрО10 выше: твердость σв – на 50 %, пластичность δ и ψ – в 4–5 раз, износостойкость – на порядок, а коэффициент трения ниже на 20–30 %. Установлен факт существенного влияния дисперсности дендритной компоненты на интенсивность изнашивания бронзы типа БрЖНА. Так, при поперечном сечении дендритов 1 и 10 мкм интенсивность изнашивания составляет 0,002 и 0,025 соответственно, что на порядок ниже, а коэффициент трения при этом не изменяется, т.е. не зависит от дисперсности дендритов. Весь комплекс механических, технологических и служебных свойств позволяет считать обоснованным и перспективным полупромышленное апробирование нового класса композитных бронз типа БрЖНКА, армированных дендритами из мартенситно-стареющей стали Н12К7Ю, для узлов трения–скольжения.

бронза, дендрит, дисперсионное твердение, интерметаллид, твердый раствор, коэффициент трения, механические свойства

1. Арзамасов Б.Н. Конструкционные материалы: Справочник. М.: Машиностроение, 1990.

2. Potekhin B., Hernández A., Khristolyubov A., Ilushin V. Formación de la estructura y propiedades de los bronces Fe—Ni—Al // Proc. VI Congr. Inter. Mater. «CIM 2011» (Colombia, Bogotá D.C., 27—30 Nov. 2011). Р. 67—75.

3. Потехин Б.А., Христолюбов А.С., Жиляков А.Ю., Илюшин В.В. Особенности формирования структуры композитных бронз, армированных стальными дендритами // Вопросы материаловедения. 2013. No. 4 (76). С. 43—49.

4. Потехин Б.А., Илюшин В.В., Христолюбов А.С., Жиляков А.Ю. Формирования структуры композитных бронз, армированных стальными дендритами // Физика металлов и металловедение. 2014. Т. 115. No. 4. С. 442—448.

5. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. М.: Металлургия, 1970.

6. Потехин Б.А., Илюшин В.В., Христолюбов А.С. Особые свойства баббита Б83, полученного турбулентным способом литья // Литье и металлургия. 2010. No. 3 (57). С. 78—81.

7. Лякишев Н.П. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник. М.: Машиностроение, 1997. Т. 2.

8. Авраамов Ю.С., Шляпин А.Д. Сплавы на основе систем с ограниченной растворимостью в жидком состоянии. М.: Интерконтакт наука, 2002.

9. Köster W., Dannöehl W. Das system kupfer—nickel— eisen // Z. Metallkd. 1935. No. 9. S. 220—226.

10. Qin G.W., Zhao G., Jiang M., Li H.X., Hao S.M. The isothermal sections of the Cu—Ni—Fe ternary system at 600, 800, 1000, and 1050 °C // Z. Metallkd. 2000. No. 5. S. 379—382.

11. Gupta K.P. The Cu—Fe—Ni (copper—iron—nickel) system // Phase Diagram of Ternary Nickel Alloys. 1990. No. 1. P. 290—315.

12. Chuang Y.Y., Schmid R., Chang Y.A. Calculation of the equilibrium phase diagrams and the spinodally decomposed structures of the Fe—Cu—Ni system // Acta Mater. 1985. No. 8. P. 1369—1380.

13. Lopez V.M., Sano N., Sakurai T., Hirano K. A study of phase decomposition in Cu—Ni—Fe alloys // Acta Metall. Mater. 1993. No. 1. P. 265—271.

14. Ronka K.J., Kodentsov A.A., Van Loon P.J.J., Kivilahti J.K., Van Loo F.J.J. Thermodynamic and kinetic study of diffusion paths in the system Cu—Fe—Ni // Metall. Mater. Trans. A. 1996. Vol. 27. No. 8. P. 2229—2238.

15. Ugaste U., Kodentsov A.A., Van Loo F.J. Interdiffusion and Kirkendall-effect in the Fe—Ni—Cu system // Sol. St. Phenomena. 2000. No. 72. P. 117—122.

16. Divinski S.V., Hisker F., Herzig Chr., Filipek R., Danielewski M. Self- and interdiffusion in ternary Cu—Fe—Ni alloys. URL: http://ceramrtr.ceramika.agh.edu.pl/~icmmagh/artykuly/228%20Filipek_p50.pdf (accessed: 07.06.2017).

17. Wang C.P., Liu X.J., Ohnuma I., Kainuma R., Ishida K. Thermodynamic database of the phase diagrams in Cu—Fe base ternary systems // J. Phase Equilib. Diffus. 2004. Vol. 25. No. 4. P. 320—328.

18. Потак Я.М. Высокопрочные стали. М.: Металлургия, 1972.

19. Потак Я.М., Сагалевич Е.А. Структурная диаграмма деформируемых нержавеющих сталей. МиТОМ. 1971. No. 9. С. 12—16.

20. Baricco M., Bosco E., Acconciaioco G., Rizzi P., Coisson M. Rapid solidification of Cu—Fe—Ni alloys // Mater. Sci. Eng. A. 2004. P. 375—377, 1019—1023.

21. Potekhin B.A., Khristolyubov A.S., Hernandez Fereira A.A. New class of composite bronze, armed with steel dendrites for antifriction technique // Proc. XXIV Inter. Sci. Conf. «Trans & Motauto 16» (Varna, Bulgaria, June 2016). Р. 36—69.

22. Шумяков В.И., Потехин Б.А., Коробов Ю.С., Христолюбов А.С., Илюшин В.В., Кочугов С.П., Балин А.Н., Вишневский А.А. Порошковая проволока для получения антифрикционных покрытий: Пат. 170923 (РФ). 2017.