Mechanizm zużywania w skojarzeniu żeliwo szare-kompozyt zbrojony cząstkami AL2O3

• Autorzy: Posmyk A. , Bąkowski H.

Warianty tytułu

EN

Wear mechanism in pairing grey cast iron - AL2O3 particles reinforced composite

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono mechanizm zużywania skojarzenia żeliwo–kompozyt. Żeliwo jest stosowane na pierścienie tłokowe silników spalinowych, a kompozyt na tuleje cylindrowe silników małej mocy. Osnową kompozytu jest stop EN-AW-6062, a fazą zbrojącą są cząstki tlenku glinu. Do wyjaśnienia mechanizmu zbudowano model skojarzenia, wykorzystując metodę elementów skończonych. W modelu uwzględniono zmianę wytrzymałości na styku materiałów osnowy i cząstek fazy zbrojącej. Symulacja z wykorzystaniem zbudowanego modelu pozwoliła wyznaczyć rozkład naprężeń i odkształceń w żeliwie i kompozycie w pobliżu cząstki zbrojącej. Z otrzymanego rozkładu wynika, że w żeliwie w pobliżu cząstek fazy zbrojącej panują naprężenia przekraczające granicę plastyczności żeliwa, co prowadzi do przyspieszonego zużywania żeliwa na etapie docierania skojarzenia. Siły tarcia generują moment, który obraca cząstki słabo związane z osnową. Cząstki usunięte z osnowy powodują zużywanie przez bruzdowanie zarówno żeliwa, jak i materiału osnowy.

EN

The wear mechanism of cast iron-composite material pairing was presented in this paper. Cast iron has been used for piston rings production and composite material for cylinder liners. The matrix of the composite is 6062 alloy and as the reinforcing chase aluminium oxide particles has been used. For an explanation of the wear mechanism the, Finite Elements Method has been used. Three cases have been analysed: first, without movement (ž = 0) and without the transient layer, second, with movement (ž = 0,2) and without the transient layer, third, with movement (ž = 0,2) and with the transient layer. Simulation with the use of a build model allowed us to achieve the distribution of stresses and strains. From the calculated distribution of stresses, it results that the stresses in cast iron near of reinforcing phase particles are higher then the yield strength of cast iron. This lead to accelerated wear of cast iron during the wear-in phase of the rubbing pair. The friction forces generate moment, which rotates the reinforcing particles with weak adherence to the matrix material. Particles are removed from the matrix cause wear of cast iron and matrix material.

Słowa kluczowe

PL

zużywanie; żeliwo; kompozyt; MES (metoda elementów skończonych); modelowanie; tlenek glinu

EN

wear; cast iron; composite material; FEM; modelling; aluminium oxide

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2009
• Tom: nr 2
• Strony: 183--190
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys.

Twórcy

autor

Posmyk A.

autor

Bąkowski H.

• Politechnika Śląska, Katedra Eksploatacji Pojazdów Samochodowych, ul. Z. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice,

Bibliografia

• 1. Ramesh C.S., Safiulla M.: Wear behavior of hot extruded A16061 based composites. Wear 263 (2007) 629-635.
• 2. Kannan S., Kishawy H.A.: Surface characteristics of machined aluminium metal matrix composites. International Journal of Machine Tools & Manufacture 46 (2006) 2017-2025.
• 3. Janczak J., Rohr L., Schulz P., Degischer H.P.: Grenzflachenuntersuchungen an endlosverstarkten Aluminiummatrix-Verbundwerkstoffen fur die Raumfahrttechnik. Oberflachenwerkstoffe Nr 5, 1995, 8-10.
• 4. Posmyk A.: Materiały kompozytowe w budowie pojazdów. Badania Katedralne RT1 2009, Wydział Transportu, Polit. Śl. Katowice 2009.
• 5. Bąkowski H.: Określenie mechanizmu zużywania stali szynowej w styku toczno-ślizgowym na podstawie wymiaru i kształtu płatkowych produktów zużycia. Badania własne RT1 2009, Wydział Transportu, Polit. Śl. Katowice 2009