Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zjawisko ciernego przenoszenia w układach miedź, stopy miedzi - Stal w tarciu ze smarowaniem

Czupryk W.

Prace Naukowe Instytutu Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2002

|

Vol. 87, nr 27

67-74

PL

Podjęte badania miały na celu pełniejsze poznanie zjawiska zużywania utleniającego. Jego dotychczasowy opis nie wyjaśnia mechanizmu przenoszenia żelaza oraz sposobu zużywania warstewki reakcyjnej na stali. Z tych powodów podjęto badania ciernego przenoszenia pierwiastków metodą AES w układach miedź, stopy miedzi - stal w tarciu ze smarowaniem. Wyniki analiz AES potwierdziły występowanie zjawiska ciernego przenoszenia żelaza do warstw wierzchnich miedzi lub brązów, ale nie w czystej postaci jak dotychczas sądzono lecz w formie bardzo drobnych tlenkowych cząstek zużycia stali o budowie klasterów typu FeC>2 lub Fe2O4. Wielkość cząstek podlegających ciernemu przenoszeniu nie przekraczała 35-40 nm. Nie potwierdzono sposobu zużywania warstewki reakcyjnej na stali polegającego na jej cyklicznym oddzielaniu po osiągnięciu tzw. grubości krytycznej. Według uzyskanych wyników zużycie takiej warstwy polega na oddzielaniu od niej bardzo drobnych cząstek o wymiarach nie przekraczających dziesiątej części grubości warstwy reakcyjnej na stali.

EN

The aim of the research was to fully investigate the oxidative wear phenomenon. Its existing description did not explain the iron transfer mechanism or the process of wear of the reaction layer on the steel and the possible secondary effects of the wear particles. Therefore AES research into the frictional transfer in lubricated copper, copper alloys/steel sliding pairs was undertaken. The results of the AES examinations confirmed that the frictional transfer of iron to the surface layers of the copper or the bronzes takes place. However, the iron is not in its pure form as previously thought, but in the form of very fine steel oxidative wear particles having a structure like that of FeO2 and Fe2O4 clusters. The size of the particles subject to frictional transfer does not exceed 35-40 nm. The wearing of the reaction layer on the steel, which would consist in the cyclical separation of this layer after it reaches the so-called critical thickness, has not been corroborated. According to the research results, the wear of the reaction layer consists in the separation of very fine particles (less than one tenth of the reaction layer's thickness in size) from it.

2

Warstwy wierzchnie wieloskładnikowych brązów antymonowych. Część II. Bizmut, nikiel

Czupryk W.

Tribologia

|

2001

|

nr 5

1005-1016

PL

W artykule zamieszczono wyniki badań AES warstw wierzchnich brązów antymonowych zawierających w swoim składzie bizmut oraz brązów dodatkiem bizmutu i niklu łącznie. Analizy dotyczyły również warstw wierzchnich stali 45 współpracującej z tymi brązami w tarciu z udziałem smaru. Rola bizmutu i niklu w stopach z miedzią jest skrajnie różna. Bizmut występuje w postaci praktycznie czystego składnika podobnie jak ołów w stopach CuPb. Nikiel tworzy z miedzią w stanie stałym roztwory z nieograniczoną rozpuszczalnością. Dlatego też ich udział w budowie warstw wierzchnich może być różny. Wyniki analiz AES zawartości bizmutu w warstwach wierzchnich brązów wykazały zwiększoną zawartość tego pierwiastka w warstwach powierzchniowych. W warstwach głębiej zlokalizowanych ilość bizmutu silnie wzrasta. Bizmut występuje również w warstwach powierzchniowych stali 45 współpracującej z brązami, ale jest go tutaj mało. W warstwach głębiej leżących jego ilość maleje. Odmiennie zachowuje się nikiel. W warstwie powierzchniowej (do 20A) brązu jego zawartość wynosi średnio 30% przy zawartości w objętości stopu równej 3,0%. W podobnej warstewce na stali zawartość niklu jest również duża. W warstwach głębiej zlokalizowanych brązu ilość niklu zmniejsza się, na stali rośnie.

EN

The paper contains results of AES tests of surface layers of antimony bronzes containing bismuth and bronzes containing both bismuth and nickel. Analyses concerned also surface layers of steel 45 cooperating with these bronzes in friction with lubricant. The role of bismuth and nickel in alloys with copper is entirely different. Bismuth occurs in the form of a practically pure element, just like lead in CuPb alloys. Nickel together wil copper forms solutions with unlimited solubility. That is why their contribution in the forming of surface layer can be varied. Results of AES analyses of bismuth contents in surface layers of bronzes proves an increased contents of this element in surface layers. In deeper layers the amount of bismuth grows rapidly. Bismuth ccurs also in surface layers of steel 45 cooperating with bronzes but there is only very little. In deeper layers its amount decreases even more. Nickel behaves differently. In surface layer (up to 20A ) of bronze its contents accounts for 30% on average, while deeper within the alloy it does not exceed 3,0%. In a similar layer of steel the contents of nickel decreases, whereas in steel it increases.

3

Warstwy wierzchnie brązów cynowych i antymonowych. Cz. I. Cyna. antymon

Czupryk W.

Tribologia

|

2001

|

nr 2

211-225

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań AES warstw wierzchnich klasycznych skojarzeń ślizgowych brąz-stal. Analizy składu chemicznego warstw powierzchniowych i warstw głębiej zlokalizowanych miały na celu określenie udziału pierwiastków stopowych w tych strefach. Pierwiastkom stopowym przypisuje się ważną rolę w procesie tarcia i zużywania brązów współpracujących ze stalą. Poglądy na ten temat są zróżnicowane. Na przykład, uważa się, że pierwiastki stopowe mogą tworzyć w warstewce powierzchniowej niskotopliwe eutektyki, zapewniające spełnienie postulatu I, V. Kragielskiego, dotyczącego dodatniego gradientu własności mechanicznych. Według innych poglądów pierwiastki stopowe tworząc z metalem rozpuszczalnikiem - miedzią, roztwory z ograniczoną rozpuszczalnością będą powodowały ekspansję lub kontrakcję sieci miedzi, co zwiększa odporność stopu na sczepianie adhezyjne ze stalą. Wyniki badań AES wskazują na zmniejszoną zawartość cyny w warstwie wierzchniej brązu cynowego. Tego zjawiska nie obserwowano w przypadku brązów antymonowych podwójnych. Zawartość antymonu w warstwach wierzchnich jest większa od jego zawartości w objętości stopów. Modyfikacja brązów antymonowych bizmutem nie zmienia charakteru rozkładu antymonu. Udział dodatkowo niklu powoduje zmniejszenie zawartości antymonu w warstwie wierzchniej brązu CuSbNiBi, do poziomu zawartości w objętości stopu.

EN

The paper presents the results of AES examination of surface layers of classic sliding paris bronze-steel. Analises of surface layers and deepers layers aimed at determination of the contribution of alloy elements in these areas. Alloy elements are credited with an important role in the friction process and wearing of bronzes cooperating with steel. There are different opinions about that. For instance some researchers believe that alloy elements can form fusible eutectics in the surface layer, which ensure meeting the Krągielski postulate I,V concerining the positive gradient of mechanical properties. According to other researches alloy elements form with the solving metal (copper) solutions with limited solvability, which contributes to their expansion or contraction of network copper leading to increased resistance of copper network to adhesive bonding with steel. Results of AES tests prove a lower contents of tin in the surface layer of tin bronze. This phenomenon was not observed in the case of double antimony bronzes. The contents of antimony in surface layers is bigger than its contents in the rest of the alloy. Modification of antimony bronzes with bismuth does not influence the pattern of antimony distribution. Addition of nickel doesnit lead to reducing the amount of antimony in the surface layer of CuSbNiBi bronze.

4

Wpływ węgla na zmianę struktury warstw powierzchniowych materiałów ślizgowych

Czupryk W.

Tribologia

|

2000

|

nr 2

207-218

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań udziału węgla i tlenu w budowie warstwy powierzchniowej i warstw pod nią zlokalizowanych par ślizgowych: miedź, wieloskładnikowe brązy antymonowe - stal 45. Badania wykonano metodą spektrometrii elektronów wtórnych Augera. Uzyskane wyniki wskazują na silną konkurencję węgla i tlenu w procesie budowy eksploatacyjnych warstw wierzchnich (EWW) powierzchni trących. Udział węgla i tlenu jest różny dla brązów i stali. Czynnikiem ograniczającym zawartość węgla w warstewkach powierzchniowych brązów jest ich mniejsza zdolność do plastycznych deformacji w mikroobjętościach kontaktu w porównaniu z miedzią.

EN

The paper presents the results of research concerning the fraction of carbon and oxygen in the structure of the superficial layer and layers located underneath sliding pairs: copper, multicomponent antimonous bronze-steel 45. The research was carried out by means of the method of spectrometry of secondary electrons of Auger. The obtained results show strong concurrence of carbon and oxygen in the process of structure of the exploitable surface layer (EWW) of friction faces. The fraction of carbon and oxygen is different for bronzes and steel. The factor reducing the carbon content in the surface layers of bronzes is their smaller capability of plastic deformations in microvolume of contact as compared to copper.

5

Cierne przenoszenie żelaza w układzie brąz-stal w tarciu z udziałem smaru.

Czupryk W.

Zagadnienia Eksploatacji Maszyn

|

1999

|

Vol. 34, nr 4

639-657

PL

W artykule przedstawiono wyniki prac nad wyjaśnieniem mechanizmu ciernego przenoszenia żelaza w warunkach zużywania utleniającego w tarciu z udziałem smaru. Fakt obecności dużych ilości żelaza w warstwie wierzchniej miedzi lub brązów współpracujących w tarciu ze stalą potwierdzony został w wielu pracach. Nie podano tu wyjaśnienia mechanizmu ciernego przenoszenia żelaza. Największym niedostatkiem przedstawionych wyników jest zawężenie ich do par ślizgowych smarowanych wodą. Na temat ciernego przenoszenia żelaza w tarciu ze smarowaniem informacji jest mało, są one często sprzeczne. Było to bezpośrednim powodem podjęcia prac w tym zakresie. Celem badań było wyjaśnienie mechanizmu ciernego przenoszenia żelaza w układach: miedź-stal i brązy-stal w warunkach zużycia ultleniającego w tarciu z udziałem smaru. Wyniki badań AES warstw wierzchnich elementów par trących wskazują na cierne przenoszenie żelaza nie w czystej postaci, a w formie tlenkowych produktów zużycia elementu stalowego przy zachowaniu stałego stosunku koncentracji tlenu do koncentracji żelaza równego 2:1. Oznacza to, że w warunkach zużywania utleniającego w tarciu ze smarowaniem nie powstaje żaden z równowagowych tlenków żelaza - FeO, Fe2O3, lub Fe3O4. Powstawanie w tarciu związków tlenu z żelazem przy zachowaniu ich stosunku równego 2:1 interpretuje się możliwością tworzenia klasterów typu FeO2 lub Fe2O4 charakteryzujących się brakiem wiązania jonowego, typowego dla równowagowych tlenków żelaza. W klasterach tych potwierdzono występowanie wiązania atomowego. Mechanizm ich powstawania można wyjaśnić na gruncie teorii orbitali molekularnych. Twarde i kruche tlenkowe produkty zużycia stali o wymiarach mniejszych od 35 nm utwierdzane są w warstwie wierzchniej miedzi lub brązu. Tak utworzona struktura kompozytowa może w pewnych warunkach tarcia ściernie, oddziaływać na stal, czym wyjaśnić można wiele znanych z literatury tribologicznej przypadków nadmiernego zużycia stali przez brąz.

EN

The paper presents results of work on explaining the mechanism of abrasive trasmission of iron in the conditions of oxidizing wear in friction with the use of lubricant. The fact of occurrence of large quantities of iron in surface layers of copper or bronze working in friction with steel was confirmed in many papers. However, the mechanism of abrasive transmission of iron was never explained. The greatest deficiency in the results presented is limiting the range to sliding pairs lubricated with water. There is only scarce information about abrasive transmission of iron in friction with the use of lubricant, and even then the information is often self-contradicting. This was the direct reason for undertaking further research in that field. The aim of the research was to explain the mechanism of abrasive transmission of iron is copper-steel and bronze-steel sets in the conditions of oxidizing wear in friction with the use of lubricant. The results of AES tests on surface layers of sliding pairs elements prove the occurrence of abrasive transmission of oxygen not in its pure form, but as oxide products of steel element wear, with a constant relation between oxygen concentration and iron concentration of 2:1. This implies that in the conditions of oxidizing wear in friction with lubricant no equilibrium iron oxide - FeO, Fe2O3, or Fe3O4 is created. Producing compounds of oxygen and iron in friction, retaining their constant relation of 2:1 can be interpreted as resulting from the possibility of forming clusters of the FeO2 type or Fe2O4 type, characterized by the lack of ion link, typical for equlibrium iron oxides. In such clusters the occurrence of atom link was confirmed. The mechanism of their formation can be explained on the basis of molecular orbital theory. The hard and brittle oxide products of steel wear of dimensions smaller than 35 nm are hardened in the surface layer of copper or bronze. The composite structure formed that way can under certain frictional conditions have abrasive effect on steel, which can be the explanation for many cases of excessive steel wear by bronze, as described in tribological literature.