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
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.
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.