Badania właściwości tribologicznych stopów łożyskowych na bazie cyny stosowanych do wylewania panewek łożysk ślizgowych

• Autorzy: Hrabia-Wiśnios J. , Leszczyńska-Madej B. , Wąsik A. , Madej M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/67.2018.11.3

Warianty tytułu

EN

Investigations of tribological properties of tin babbits used in slide bearing bushings

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Do najpowszechniej stosowanych stopów łożyskowych należą stopy cyny i ołowiu. Stopy te posiadają plastyczną osnowę z cząstkami nośnymi twardych faz zapewniających dużą odporność na ścieranie. Łożyska wykonane z babbitów cynowych pracują w turbinie w warunkach tarcia płynnego. Zjawisko ścierania najintensywniej pojawia się podczas zatrzymywania lub rozruchu, kiedy łożysko pracuje w warunkach tarcia półpłynnego. Zarówno od powierzchni czopu jak i panwi, zależy niezawodna praca nie tylko samego łożyska, ale i całej turbiny parowej. Stop łożyskowy ma na celu niedopuszczenie do przytarć na kontakcie czop – panew. Ponieważ zatrzymanie pracy turbin jest bardzo kosztowne, od stopów tego typu wymagana jest również długotrwała praca. W artykule przedstawiono wyniki badań dwóch stopów łożyskowych na bazie cyny: Ł82 oraz L89, stosowanych do wylewania panewek łożysk ślizgowych. Stopy te różnią się przede wszystkim zawartością antymonu, miedzi oraz ołowiu. Wykonano obserwacje mikroskopowe z wykorzystaniem mikroskopii świetlnej i skaningowej mikroskopii elektronowej, pomiary twardości metodą Brinella oraz badania właściwości tribologicznych w warunkach tarcia technicznie suchego oraz z zastosowaniem oleju TU-32. Uzyskane wyniki wskazują na lepsze właściwości tribologiczne stopu Ł82 o wyższej zawartości antymonu, aniżeli stopu Ł89.

EN

Bearing alloys are widely used in friction assemblies. These alloys are building from soft and plastic matrix with load - bearing particles, which guarantee the great abrasion resistance. Babbitt with a high amount of tin consist three phases: α, β, η or α, β, ε. The α - phase is in the form of solid solution of antimony and copper in tin or in the form of three - component eutectic. Steam bearings play an important role in steam turbines. They determine the position of the movable shaft relative to other turbine components. In the bearing, the shaft, which is usually made of steel, cooperates with the pan with a several millimeter layer of the bearing alloy. The bearing alloy is intended to prevent contact between the pin and the bearing. The paper presents the results of two bearing alloys: Ł82 and L89 used for pouring bearing shells. These alloys differ mainly in the content of antimony, copper and lead. Microscopic observations were made using light microscopy and scanning electron microscopy, Brinell hardness was measured and tribological properties were determined in technically dry friction conditions and using TU-32 oil. The obtained results indicate better tribological properties of the Ł82 alloy with a higher antimony content than the Ł89 alloy.

Słowa kluczowe

PL

stopy łożyskowe; właściwości tribologiczne; współczynnik tarcia; mikrostruktura

EN

bearing alloys; tribological properties; friction coefficient; microstructure

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne Recykling
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 63, nr 11
• Strony: 14--19
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Hrabia-Wiśnios J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie., Wydział Metali Nieżelaznych, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Leszczyńska-Madej B.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie., Wydział Metali Nieżelaznych, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Wąsik A.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie., Wydział Metali Nieżelaznych, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Madej M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie., Wydział Inżynierii Metali i informatyki Przemysłowej, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Babu M.V.S., A. Rama Krishna, K.N.S. Suman. 2015. “Review of Journal Bearing Materials and Current Trends". American Journal of Materials Science and Technology 4 (2): 72-83.
• [2] Barykin N. P., F. A. Sadykov, I. R. Aslanyan. 2000. “Wear and failure of babbit bushes in steam turbine sliding bearings". Journal of Materials Engineering and Performance 9 (1): 110-115.
• [3] Bora Mustafa Ozgur, Onur Coban, Tamer Sinmazcelik, Volkan Gunay, Muzaffer Zeren. 2010. “Instrumented indentation and scratch testing evaluation of tribological properties of tin-based bearing materials". Materials and Design 31: 2707-2715.
• [4] Goudarzi M. Moazami, S.A. Jenabali Jahromi, A. Nazarboland. 2009. “Investigation of characteristics of tin-based white metals as a bearing material". Materials and Design 30: 2283-2288.
• [5] Harnoy Avraham. 2002. Bearing Design in Machinery: Engineering Tribology and Lubrication. New York: Marcel Dekker, Inc.
• [6] Hrynczyszyn Andrzej, Anna Rehmus-Forc. 2006. "Analiza stopów łożyskowych w procesach wytwarzania łożysk ślizgowych w oparciu o metodę Six Sigma - cz.1". Archiwum Odlewnictwa 6 (21): 309-320.
• [7] Ishihara Sotomi, Kiyoshi Tamura, Takahito Goshima. 2010. “Effect of amount of antimony on sliding wear resistance of white metal". Tribology International 43: 935-938.
• [8] Leszczyńska-Madej Beata, Marcin Madej. 2011. “The properties of babbitt Bushem In steam turbine sliping bearings". Archives of Metallurgy and Materials/ Polish Academy of Sciences. 56 (3): 805-812.
• [9] Leszczyńska-Madej Beata, Marcin Madej. 2013. “Efect of the heat treatment on the microstructure and properties of tin Babbitt". Kovove Mater 51 (2013): 101-110.
• [10] Pratt G. C. 1973. “Materials for Plain Bearings". International Metallurgical Reviews 18 (2): 62-88.
• [11] Sadykov F.A., N.P. Barykin, I.Sh. Valeev, V.N. Danilenko. 2003. “Influence of the Structural State on Mechanical Behavior of Tin Babbit". Journal of Materials Engineering and Performance 12(1): 29-36.
• [12] Ünlü B. S. 2011. “Determination of the tribological and mechanical properties of SnPbCuSb (white metal) bearings". Materials Science 46 (4): 47-52.
• [13] Valeeva A. Kh., I. Sh. Valeev, R. F. Fazlyakhmetov. 2017. “On the Wear Rate of an Sn11Sb5.5Cu Babbitt". Journal of Friction and Wear 38 (1): 53-57.
• [14] Zeren Adalet. 2007. “Embeddability behaviour of tin-based bearing material in dry sliping". Materials and Design 28: 2344-2350.
• [15] Zeren A., E. Feyzullahoglu, M. Zeren. 2007. “A study on tribological behaviour of tin-based bearing material in dry sliding". Materials and Design 28 (2007): 318-323.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).