Journals →  Цветные металлы →  2016 →  #12 →  Back

Металлообработка
ArticleName Оптимизация режимов термической обработки опытных алюминиевых антифрикционных сплавов
DOI 10.17580/tsm.2016.12.14
ArticleAuthor Миронов А. Е., Гершман И. С., Котова Е. Г., Гершман Е. И.
ArticleAuthorData

Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта (АО «ВНИИЖТ»), Москва, Россия:

А. Е. Миронов, ведущий специалист
И. С. Гершман, главный специалист, эл. почта: isgershman@gmail.com
Е. Г. Котова, аспирант
Е. И. Гершман, научный сотрудник лаборатории цветных металлов и трибологии

Abstract

Рассмотрены изменения значений твердости и ударной вязкости восьми опытных антифрикционных сплавов системы Al – Sn – Pb – Cu – Si – Zn – Mg – Ti после естественного старения и термической обработки. Исследования проводили с целью разработки оптимальных режимов термической обработки литейных алюминиевых сплавов, предназначенных для замены литейных антифрикционных бронз в монометаллических подшипниках скольжения. Исследовали восемь экспериментальных литейных алюминиевых антифрикционных сплавов с высоким комплексом триботехнических свойств. Эти сплавы превосходят антифрикционные бронзы по задиростойкости, прирабатываемости, износостойкости и износу стального контртела. Отмечена склонность всех испытанных сплавов к естественному старению. Естественное старение приводит не только к изменению свойств, но и к изменению размеров готовой детали. Для подшипников скольжения это может привести к уменьшению масляного зазора и, как следствие, к задиру. Для того, чтобы избежать подобной аварийной ситуации, необходимо искусственное старение. Температуру отжига варьировали от 250 до 350 оС, а время отжига — от 3 до 24 ч. Естественное старение контролировали в течение года. Сравнение свойств показало, что отжиг при температуре 250 оС в течение 3 ч обеспечивает уровень свойств, достигаемый сплавами после 6 мес естественного старения. При повышении температуры отжига до 300 и 350 оС происходит перестаривание сплавов. В процессе термической обработки сравнивали следующие свойства: твердость, предел прочности, относительное удлинение, ударную вязкость. Показано, что оптимальным режимом термической обработки является отжиг при 250 оС с выдержкой при этой температуре в течение 3 ч. Искусственное старение приводит к повышению стабильности свойств сплавов. После искусственного старения естественное старение практически не происходит.

Работа выполнена при поддержке грантов Россий ского научного фонда, проект № 14-19-01033, № 15-19-00217.

keywords Алюминиевые антифрикционные сплавы, термообработка, отжиг, температура, время, твердость, ударная вязкость
References

1. Mironov A. E., Gershman I. S., Ovechkin A. V., Gershman E. I. Comparison of scoring resistance of new antifriction aluminum alloys and tradition al antifriction bronze // Journal of Friction and Wear. 2015. Vol. 36, No. 3. P. 257–261.
2. Котова Е. Г., Курбаткин И. И., Миронов А. Е., Гершман И. С. Исследование микроструктуры и механических свойств экспериментальных анти фрикционных сплавов (для монометаллических подшипников скольжения) // Цветные металлы. 2013. № 5. С. 66–72.
3. Котова Е. Г., Миронов А. Е., Гершман И. С. Микроструктура и механические свойства экспериментальных антифрикционных сплавов на основе алюминия // Железнодорожный транспорт на современном этапе развития. Труды ОАО «ВНИИЖТ» / под ред. М. М. Железнова, Г. В. Гогричиани. — М. : Интекст, 2013. С. 253–259.
4. Zhang A., Weimin H. Effect of pre-aging on microstructure and mechanical properties of A357 alloy // Heat Treat Metals. 2014. Vol. 39. No 10. P. 21–24.
5. Elgallad E. M., Zhang Z., Chen X.-G. Effect of two-step aging on the mechanical properties of AA2219 DC cast alloy // Mater. Sci. and Eng. 2015.Vol. 635. P. 107–113.
6. He Shuangxi, Liu Xiagyang, Xie Guanghui et al. Effect of aging on microstructure and mechanical properties of 2Al2 aluminium alloy // Heat Treat Metals. 2014. Vol. 39, No 6. P. 94–96.

7. Fu Xiagiang, Ma Chao, Bao Pengli, Chen Lie et al. Effect of aging on microstructure and mechanical properties of a new-type aluminiumlithium alloy // Heat Treat Metals. 2014. Vol. 39, No 5. P. 70–73.
8. Li Chen, Pan Qinglin, Chi Yunjia, Wang Ying et al. Influence of aging temperature on corrosion behavior of Al – Zn – Mg – Sc – Zr alloy // Mater and Des. 2014. Vol. 55. P. 551–559.
9. Sun Wen hui, Zhang Yong-an, Li Xi-Wu, Shi-hui et al. Effect of solution treatment on microstructure and mechanical properties of 7136 aluminium alloy // Aeron. Mater. 2014. Vol. 34, No 3. P. 35–41.
10. Wang Menghan, Xian Cuocai, Huang Long. Effect of aging temperature on microstructure and mechanical properties of 7075 aluminium alloy // Heat Treat Metals. 2014. Vol. 39, No 5. P. 129–131.
11. Ma Zhifeng, Song Wei, Wang Shaohua, liu Hui et al. Effect of aging condition on mechanical and corrosion properties a new-type high strength aluminium alloy // Heat Treat Metals. 2014. Vol. 39, No 9. P. 1–5.
12. Столярова О. О., Белов Н. А. // Труды 7-й Международной научно-практической конференции «Прогрессивные литейные технологии». Москва, 1–15 ноября, 2013. С. 137–141.
13. Курбаткин И. И., Белов Н. А. Трибологические и структурные исследования новых антифрикционных материалов на основе алюминия // Трение и износ. 2014. Т. 35, № 2. С. 127–133.
14. Сачек Б. Я., Мезрин А. М., Муравьева Т. И., Столярова О. О., Загорский Д. Л., Белов Н. А. Исследование трибологических свойств антифрикционных алюминиевых сплавов с использованием метода склерометрии // Трение и износ. 2015. Т. 36, № 2. С. 137–146.
15. ГОСТ 9012–59. Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю. — Введ. 1960–01–01.
16. ГОСТ 9454–78. Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах. — Введ. 1979–01–01.

Language of full-text russian
Full content Buy
Back