Czynniki strukturalne umożliwiające uzyskanie zwiększonej odporności na zużywanie stalowych par trących

• Autorzy: Żurowski W.

Warianty tytułu

EN

Structural factors contributing to increased wear resistance of steel friction couples

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Research into abrasive wear resistance in conditions of dry friction and oxidative wear have been carried out. It has been found that the increase of wear resistance of solid bodies appears where the temperature of a friction area is equal to the characteristic temperature and frictional resistance is stabilized. Increasing wear resistance of a system of bodies is effected by systems transfer of material between surfaces of rubbing bodies and presence of ferrum oxides: FeO and Fe3O4 and with decreasing share of Fe2O3 up to its disappearance. Resistance to abrasive wear in conditions of dry friction and oxidative wear was tested in two frictional systems. Specimens were made from steels C45 in two condition of heat treatment. Counter-specimens were made from 145Cr6. In order to identify composition and structure of the friction products and the types of ferrous compounds arising from friction, especially secondary oxide structures, present on the surface of rubbing components, Mössbauer spectral analysis was applied. The wear testing required construction of an original test device to measure wear in conditions of formation and regulation of the isothermic limit of temperature variation at a precisely determined distance from a contact of rubbing bodies by means of release (by cooling) of heat energy.

PL

Przeprowadzono badania odporności na zużycie w warunkach tarcia suchego i zużywania utleniającego. Stwierdzono, że zwiększona odporność na zużycie występuje, gdy temperatura strefy tarcia osiąga wartość równą temperaturze charakterystycznej dla danego układu a opory tarcia są stabilizowane. Towarzyszy temu przenoszenie materiału pomiędzy współpracującymi powierzchniami i obecność w strefie tarcia tlenków żelaza: FeO i Fe3O4, przy zmniejszeniu (do zaniku) ilości Fe2O3. W artykule przedstawiono badania odporności na zużycie dla dwóch par trących. Próbki wykonano ze stali C45 w dwóch stanach technologicznych. Przeciwpróbki wykonano ze stali 145Cr6. W celu identyfikacji składu i struktury powstałych podczas tarcia związków żelaza, a szczególnie tlenkowych struktur wtórnych występujących na powierzchni trących się ślizgaczy, wykorzystano analizę spektralną Mössbauera. Badania zużyciowe wymagały skonstruowania oryginalnego urządzenia badawczego, pozwalającego na pomiar zużycia w warunkach utworzenia i regulowania granicy izotermicznej, w ściśle określonej odległości od styku trących się ciał poprzez odbieranie (w wyniku chłodzenia) ciepła.

Słowa kluczowe

EN

Mössbauer spectral analysis; oxide structures; dry friction; tribological wear

PL

analiza spektralna Mössbauera; struktury tlenkowe; tarcie suche; zużycie tribologiczne

• Wydawca: Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne
• Czasopismo: Eksploatacja i Niezawodność
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 14, No. 1
• Strony: 19--23
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz.

Twórcy

autor

Żurowski W.

• Technical University of Radom Faculty of Mechanical Engineering, Malczewskiego 29 Str. 26-600 Radom, Poland,

Bibliografia

• 1. Allen C B, Quinn T F J, Sullivan J L: The oxidational wear of high-chromium ferritic steel on austenitic stainless steel. ASME Trans. J. Tribol. 1986; 108: 172-179.
• 2. Archard J F. The temperature of rubbing surfaces. Wear 1958/59; 2: 438-455.
• 3. Brand R A, Le Caër G. Improving the validity of Mössbauer hyperfine parameter distributions: the maximum entropy formalism and its applications. Nucl. Instr. Methods B 1988; 34: 272.
• 4. Dobrzański L A. Materiały inżynierskie. Warszawa: Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, 2006.
• 5. Garbar I I. Gradation of oxidational wear of metals. Tribology International 2002; 35: 749-755.
• 6. Hesse J, Rűbartch A. Model independent evaluation of overlapped Mössbauer spectra. J. Phys. E.: Sci. Instrum. 1974; 7: 526.
• 7. Hong H, Hochman R F , Quinn T F J. A new approach to the oxidational theory of mild wear. STLE Trans. 1988; 31: 71-75.
• 8. Hu Z S, Dong J X, Chen G X. Study on antiwear and reducing friction additive of nanometer ferric oxide. Tribology International 1998; Vol. 31, No. 7: 355-360.
• 9. Jiaren Jiang, Stott F H, and Stack M M. The role of triboparticulates in dry sliding wear. Tribology International 1998; Vol. 31, No. 5: 245-256.
• 10. Kostecki B I. Basic conditions of tribological system self-organization. Tribologia 1988; 4: 4-14.
• 11. Kurosawa K, Li H L, Ujihira Y, Nomura K, Mochizuki E, Hayashi H. Characterization by CEMS, XRD, and XPS of oxidized layers formed on the surface of carbonitrided low-carbon steel. Materials Characterization 1995; 34: 241-249.
• 12. La Caer D, Delacroix P. Characterization of nanostructured materials by Mössbauer spectrometry. Nanostruct. Mat. 1996; 7: 127-135.
• 13. Le Caër G, Dubois J M. Evaluation of hyperfine parameter distributions from overlapped Mossbauer spectra of amorphous alloys. J. Phys. E.: Sci. Instrum. 1979;12: 1083.
• 14. Maldonado D. The influence of dynamic properties of tribotesters on coefficient of friction. Zagadnienia Eksploatacji Maszyn 2008:3(155): 7-18.
• 15. Maldonado D. The influence of test parameters on the coefficient of friction. Tribologia 2008; 6: 83-92.
• 16. Mańkowska A, Michalczewski R, Szczerek M, Wulczyński J. Niskotemperaturowe charakterystyki tribologiczne stalowych skojarzeń ciernych. Tribologia 2010: 1: 77-92.
• 17. Mańkowska A, Piekoszewski W, Szczerek M. Badania tarcia i zużycia powłok przeciwzużyciowych w próżni. Tribologia 2009:3: 125-138.
• 18. Michalczewski R, Piekoszewski W, Szczerek M, Tuszyński W, Wiśniewski M. Effect of friction pair configuration and surroundings conditions on friction and wear. Zagadnienia Eksploatacji Maszyn 1998; 2(114): 301-308.
• 19. Muszka K. Wpływ rozdrobnienia struktury na mechanizmy umocnienia stali niskowęglowych umacnianych plastycznie. Rozprawa doktorska. Kraków: AGH, 2008.
• 20. Quinn T F J. Oxidational wear modeling. Part III. The effects of speed and elevated temperatures. Wear 1998; 216: 262-275.
• 21. Quinn T F J. Oxidational wear. Wear 1971; 18: 413-419.
• 22. Quinn T F J. Review of oxidational wear. Part I: The origins of oxidational wear. Tribol. Int. 1983; 16: 257-271.
• 23. So H, Yu D S, Chuang C Y. Formation and wear mechanism of tribooxides and the regime of oxidational wear of steel. Wear 2002; 253: 1004-1015.
• 24. So H. The mechanism of oxidational wear. Wear 1995; 184: 161-167.
• 25. Spikes H: Tribology research in the twenty-first century. Tribology International 2001; 34: 789-799.
• 26. Straffelini G, Trabucco D, Molinari A. Oxidative wear of heat-treated steels. Wear 2001; 250: 485-491.
• 27. Sullivan J., Quinn T F J, Rowson D M. Developments in the oxidational theory of mild wear. Tribol. Int. 1980; 12: 153-158.
• 28. Umeda A, Sugimura J, Yamamoto Y. Characterization of wear particles and their relations with sliding conditions. Wear 1998; 216: 220-228.
• 29. Żurowski W. Badania maksymalnej odporności układów metali na zużywanie tribologiczne na zmodyfikowanej maszynie T-01. Wrocław: Prace Naukowe Instytutu Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn Politechniki Wrocławskiej, 2002.
• 30. Żurowski W. Energetyczny aspekt wzrostu odporności metali na zużywanie w procesie tarcia technicznie. Rozprawa doktorska. Kielce: Politechnika Świętokrzyska, 1996.
• 31. Żurowski W. Wear resistance maximization of frictional interface systems (in SAIT Tribology 2008 Proceedings ed. P. de Vaal). Pretoria: SAIT, 2008.