INFLUENCE OF THE DEFORMATION PROCESSES AND STRUCTURAL-PHASE TRANSFORMATIONS ON THE WEARABILITY OF CONTACT

Authors

  • Оксана Олександрівна Мікосянчик Національний авіаційний університет
  • Віталій Володимирович Токарук
  • Рудольф Георгійович Мнацаканов Національний авіаційний університет
  • Сергій Миколайович Занько
  • Олександр Юрійович Жосан

DOI:

https://doi.org/10.18372/0370-2197.2(91).15529

Keywords:

deformation hardening, plastic deformation, amorphization, slippage, wear

Abstract

The analysis of diffractograms of metal surface layers under friction in the conditions of rolling with various degree of sliding has been carried out. The mechanisms of strengthening of contact surfaces as a result of their structural adaptation at friction have been considered. It has been identified that an increase in degree of sliding leads to intensification of diffusion processes, increase of temperature in the zone of frictional contact, increase of shear rate gradient, which supports the formation of carbide and austenitic phases, and amorphization of near-surface metal layers. The possibility of the phase transformations during friction including the formation of austenite due to secondary hardening is realized under conditions that include both local heating to temperatures above critical and cooling to room temperatures at high speed in areas of microcontact, and reduction of critical points under deformation. The formation of a fine structure under increasing slippage due to the localization of maximum shear stresses in the near-surface layers of the metal also facilitates structural transformations: the homogenization of austenite, dissolution and release of carbides, intense diffusion in micro-volumes, etc. Herewith, the display lines (α-Fe) are shifted towards small angles, which mean an increase in lattice period, due to the dissolution of impurities in it (carbon, oxygen, nitrogen). The depth of the amorphous deformed metal layer of the lagging surface under conditions of slipping 3, 20 and 40% is respectively 40 - 50 μm, 30 - 40 μm and 100 - 300 μm. The influence of structural-deformation changes in surface and near-surface layers of contact surfaces on their wear resistance has been explored. The highest anti-wear properties are displayed in contact surfaces operating in rolling conditions with slipping of 20%, for which, on average, the reduction of linear wear of both leading and lagging surfaces by 30%, in comparison with the studied samples with slipping 3 and 40 %.

Author Biographies

Оксана Олександрівна Мікосянчик, Національний авіаційний університет

д. техн. наук, професор, професор кафедри машинознавства, стандартизації та сертифікації, Національний авіаційний університет

Віталій Володимирович Токарук

старший викладач кафедри підтримання льотної придатності повітряних суден, Національний авіаційний університет

Рудольф Георгійович Мнацаканов, Національний авіаційний університет

д. техн. наук, професор, професор кафедри підтримання льотної придатності повітряних суден, Національний авіаційний університет

Сергій Миколайович Занько

канд. техн. наук, директор НДІ СЗПТІ, Національний авіаційний університет

Олександр Юрійович Жосан

студент групи КМ-303Б, Національний авіаційний університет

References

Шалобаев Е. В. Микросистемная техника и тенденции развития современной трибологии / Е. В. Шалобаев // Микросистемная техника. – 2003. – № 9. – С. 26-27.

Lu K. Nanostructured surface layer on metallic materials induced by surface mechanical attrition treatment/ K. Lu, J. Lu // Mater. Sci. and Eng. A. – 2004. – № 375-377. – P. 38-35.

Кузин Н. О. Выбор критерия при оценке параметров прочности функционально-градиентных конструкций / Н. О. Кузин, Б. А. Ляшенко, В. П. Ламашевский // Техноло-гічний аудит та резерви виробництва. – 2015. – № 6/1 (26). – С. 4-8.

Disckinso J. T. Nanotribology: rubbing on a small scale / J. T. Disckinso // J. Chem. Educ. – 2005. – Vol. 82, № 5. – P. 734-742.

Машков Ю. К. Трибофизика металлов и полимеров: монография / Ю. К. Машков. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2013. – 240 с.

Повышение износостойкости узлов трения применением композиционных смазок с гетерогенной структурой / О. В. Лебедев, О. М. Пономарева, Р. Р. Хакимзянов, Г. К. Аннакулова [и др.] // Научн. журнал Братского гос. университета: Системы. Методы. Технологии. – 2009. – № 2. – С. 20-23.

Панин В. Е. Физическая мезомеханика поверхностных слоев твердых тел / В. Е. Панин // Физическая мезомеханика. – 1999. – Т. 2, № 6. – С. 5-23.

Влияние состояния поверхностного слоя на механизм пластического течения и сопротивление деформации малоуглеродистой стали / А. В. Панин, В. А. Клименов, Ю. И. Почивалов, А. А. Сон // Физическая мезомеханика. – 1999. – Т. 4, № 4. – С. 85-92.

Механика пластической деформации и разрушения поверхностно упрочненных твердых тел в условиях трения / П. А. Витязь, В. Е. Панин, А. В. Белый, А. В. Колубаев // Физическая мезомеханика. – 2002. – Т. 5, № 1. – С. 15-28.

Мікосянчик О. О. Автоматизований триботехнічний комплекс для оцінки зма-щувальних процесів в парах тертя / О. О.Мікосянчик, О. І. Запорожець, Р. Г. Мнацаканов // Проблеми трибології. – 2015. − № 4 (78). – С. 42-48.

Mordyuk B. M., Mikosyanchyk O.O. Influence of Shear Component of Load Under the Friction on a Structure–Phase State and Wear of Surface Layer of Steel 1045 / B. M. Mordyuk, O.O. Mikosyanchyk // Metallofiz. Noveishie Tekhnol. – 2017. - 39, No. 6. Р. 795–813.

Детали машин: справочник. Т. 3 / под ред. Н. С. Ачеркана. – М.: Машинострое-ние. 1969. – 472 с.

Динамика интенсивности изнашивания контактных поверхностей при использо-вании добавки фуллерена С60 / М. Ф. Дмитриченко, Р. Г. Мнацаканов, О. О. Мікосянчик, О. І. Кущ // Полимерные композиты и трибология : междунар. науч.-техн. конф., 22-25 июня 2009 г., Гомель: тезисы докл. – Гомель: ИММС им. В. А. Белого НАН Беларуси, 2009. – С. 72.

Issue

Section

Проблеми тертя та зношування