Niskotemperaturowe charakterystyki tribologiczne stalowych skojarzeń ciernych

• Autorzy: Mańkowska A. , Michalczewski R. , Szczerek M. , Wulczyński J.

Warianty tytułu

EN

Low-temperature characteristics of steel friction couples

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Dane zawarte w katalogach materiałowych dotyczące właściwości tribologicznych materiałów podawane są dla warunków pracy w temperaturach dodatnich, co może być błędne w przypadku ich wykorzystania przy doborze materiałów na pary tarciowe przeznaczone do pracy w niskich temperaturach. Istniejące metody badawcze realizowane w pokojowej temperaturze otoczenia nie pozwalają na wnioskowanie o tarciowo-zużyciowych charakterystykach materiałów w warunkach niskich temperatur. Celem przedstawionej w niniejszym artykule pracy było porównanie charakterystyk tribologicznych uzyskiwanych dla powszechnie stosowanych materiałów konstrukcyjnych w warunkach temperatur dodatnich oraz ujemnych. Badania z wykorzystaniem opracowanego w Instytucie Technologii Eksploatacji – PIB urządzenia badawczego o symbolu T-25, przeznaczonego do badań w niskich temperaturach w ślizgowym styku trzpień–tarcza (pozwalającego na oziębianie węzła tarcia do temperatury -60oC), przeprowadzono dla stalowych skojarzeń: C45/100Cr6, CT120/100Cr6 i 100Cr6/100Cr6. W wyniku przeprowadzonych badań wykazano, że w obniżonych temperaturach średnia wartość współczynnika tarcia, dla wszystkich przebadanych skojarzeń, jest różna (w zbadanych przypadkach – większa) niż uzyskiwana w temperaturze pokojowej. Dla każdego skojarzenia materiałowego istnieje temperatura, w której uzyskano minimum zużycia; wynosi ona odpowiednio: -10°C dla skojarzenia C45/100Cr6, 0°C dla CT120/100Cr6 i -45°C dla 100Cr6/100Cr6.

EN

Most of the data presented in handbooks concerning the properties of materials, are given for room temperature, that can lead to a mistake when they are selected for manufacturing of mechanical parts (friction joints) working under low-temperature conditions. The existing test methods are realised at room temperature and are not helpful in the predicting of the low-temperature tribological behaviour of the friction joint materials. The work aimed at comparison of the tribological characteristics for commonly used steels at room and low-temperature applications. The tests were performed by means of T-25 tribotesters intended for the investigation of the materials at low-temperature conditions (down to -60°C), in sliding movement, using pin-on-disk tribosystem. Three tribosystems were tested: C45/100Cr6, CT120/100Cr6 and 100Cr6/100Cr6. The performed results indicate that tribological characteristics of (pin/disk) commonly used materials depend on the ambient temperature of the friction joints. At low-temperature conditions the friction coefficient values, for all tested tribosystems, were significantly higher than obtained for room temperature. For each tribosystem it was possible to indicate the temperature of the optimum value of wear (minimum wear), respectively: -10°C for C45/100Cr6, 0°C for CT120/100Cr6 and -45°C for 100Cr6/100Cr6.

Słowa kluczowe

PL

tarcie technicznie suche; zużycie; niska temperatura

EN

dry friction; wear; low temperature

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2010
• Tom: nr 1
• Strony: 77--92
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz. , rys., tab.

Twórcy

autor

Mańkowska A.

autor

Michalczewski R.

autor

Szczerek M.

autor

Wulczyński J.

• Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, ul. Pułaskiego 6/10, 260-600 Radom

Bibliografia

• 1. Szczerek M.: Metodologiczne problemy systematyzacji eksperymentalnych badań tribologicznych. Wyd. ITeE. Radom 1996.
• 2. Maldonado D.: The Influence of Test Parameters on the Coefficient of Friction. Tribologia. 2008, nr 6, s. 83-92.
• 3. 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, t. 33, z. 2(114), s. 301-308.
• 4. Maldonado D.: The Influence of Dynamic Properties of Tribotesters on Coefficient of Friction. Zagadnienia Eksploatacji Maszyn. 2008, t. 43, z. 3 (155), s. 7-18.
• 5. Szczerek M., Tuszyński W., Wiśniewski M., Wulczyński J.: Wpływ otoczenia węzła tarcia na charakterystyki tribologiczne. Problemy Eksploatacji. 1998, nr 2, s. 71-79.
• 6. Mańkowska A., Piekoszewski W., Szczerek M.: Badania tarcia i zużycia powłok przeciwzużyciowych w próżni. Tribologia. 2009, nr 3, s. 125-138.
• 7. Ostrovskaya Ye. L., Yukhno T. P., Gamulya G. D., Vvedenskij Yu. V., Kuleba V. I.: Low temperature tribology at the B. Verkin Institute for low temperature physics & engineering (historical review). Tribology International. 2001, nr 34, s. 265-276.
• 8. Dobrzański L. A.: Metalowe materiały inżynierskie. WNT, Warszawa 2004.
• 9. Quinn T. F. J., Sullivan J. L., Rowson D. M.: Origins and development of oxidational wear at low ambient temperatures. Wear. 1984, t. 94, s. 175-191.
• 10. Straffelini G., Trabucco D., Molinari A.: Oxidative wear of heat-treated steels. Wear. 2001, nr 250, s. 485-491.
• 11. So H., Yu D. S., Chuang C. Y.: Formation and wear mechanism of tribooxides and the regime of oxidational wear of steel. Wear. 2002, nr 253, s. 1004-1015.
• 12. Afanas'eV V. F., Khimich G. S.: Effect of cryogenic temperatures, Vacuum and gaseous media on friction and wear of materials. Fiziko-Khimicheskaya Mekhanika Materialov. 1966, t. 2, s. 209-212.
• 13. Hubner W., Gradt T., Schneider T., Borner H.: Tribological behaviour of materials at cryogenic temperatures. Wear. 1998, nr 216, s. 150-159.
• 14. Gradt T., Schneider T., Hubner W., Borner H.: Friction and wear at low temperatures. Int. Hydrogen Energy. 1998, nr 5, s. 397-403.
• 15. Chaudhuri D. K., Slifka A. J., Siegwarth J. D.: Friction and oxidative wear of 440C ball bearing steels under high load and extreme bulk temperatures. Wear. 1993, nr 160, s. 37-50.
• 16. Burton J. C., Taborek P., Rutledge J.E.: Temperature dependence of friction under cryogenic conditions in vacuum. Tribology Letters. 2006, vol. 23, nr 2, s. 131-137.
• 17. Michalczewski R.: Sprawozdanie końcowe. Projekt badawczy zamawiany (PBZ-08), III konkurs: Zadanie 2.2 Metoda i urządzenie do badań eksploatacyjnych właściwości tarciowych materiałów konstrukcyjnych i środków smarowych w niskich temperaturach. ITeE - PIB, Radom 2008.
• 18. Tuszyński W., Szczerek M., Piekoszewski W., Michalczewski R., Wulczyński J.: Tribological devices for friction, wear and lubrication research. Rozdział 2 pracy zbiorowej (red. Mazurkiewicz A.): Technological Innovations for Sustainable Development. Wyd. ITeE - PIB. Radom 2009, s. 59-74.
• 19. www. multistal.pl