Аморфный сплав на основе никеля

Аморфный сплав на основе никеля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к аморфным сплавам для покрытия, и может применяться в подвижных узлах машин и механизмов, работающих без смазки в условиях трения скольжения на воздухе или в воде, например оси вагонных колес, работающие при высоких нагрузках и скоростях скольжения. Цель - повышение износостойкости и микротвердости. Сплав содержит, ат.%: железо 30-40, кислород 10-20, никель остальное. Сплав обладает величиной коэффициента трения при скоростях скольжения 1, 2, 3 м/с соответственно 0,3-035

0,15-0,25

0,2-0,3. Износ материала при нормальной нагрузке 1,5 МПа и при скоростях скольжения (1-3) м/с составляет от 1 .10 -3 до 8 .10 -3 г/км. Величина микротвердости составляет 4,8-5,1 ГПа. Температура фазового перехода аморфное - кристаллическое состояние находится в пределах 725-790 К. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (Н) А1 щ) 5 С 22 С 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4459223/31-02 (22) 17.06.88 (46) 30.07.90, Вюл. 28 (71) Институт металлофизики АН УССР (72) В.В,Немошкаленко, В.В.Горский и А.Н.Чубенко (53) 669 ° 245 (088.8) (56) Глезер А.M. и др. Металлофизика, 1983, т.5, 1(1, с.29-45.

Lee D. Evetts I.E. Acta met. 1984, Vol.32, и 7, р.1035-1043. (54) АМОРФНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к аморфным сплавам для покрытия, и может применяться в ,подвижных узлах машин и механизмов, ;работающих без смазки в условиях треИзобретение относится к металлургии, а именно к аморфным сплавам для покрытия, и может применяться в подвижных узлах машин и механизмов, работающих без смазки в условиях трения скольжения на воздухе или в воде, например оси вагонных колес, работающие при высоких нагрузках и скоростях скольжения.

Целью изобретения является повышение износостойкости и микротвердости.

Введение в состав сплава кислорода повышает не только износостойкость и микротвердость, но и сообщает сплаву новые свойства, а именно самовосстанавливаемость в процессе по эксплуатации при трении и возможность деформирования без накопления ния скольжения на воздухе или в воде, например оси вагонных колес, работающие при высоких нагрузках и скоростях скольжения. Цель — повышение износостойкости и микротвердости, Сплав содержит, ат. : железо 30-40, кислород 10-20, никель остальное. Сплав обладает величиной коэффициента трения при скоростях скольжения 1, 2, 3 м/с соответственно 0,3-0,35; 0,150,25; 0,2-0,3. Износ материала при нормальной нагрузке 1,5 МПа и при скоростях скольжения 1-3 м/с составляет от 1 10 з до 8 10 з г/км. Величина микротвердости составляет 4,85,1 ГПа. Температура фазового пере- а хода аморфное - кристаллическое состояние находится в пределах 725

790 К. 1 табл.

С дефектов структуры, приводящих к разрушению.

Сплав приготавливали следующим образом.

Вращающийся в вертикальной плоскости диск диаметром 50 мм, изготовленный из стали 45, прижимали колодкой, изготовленной из никеля, с усилием, обеспечивающим постоянную скорость вращения 2-3 м/с. В зону подавалась вода.

При использовании такого способа происходит затвердевание аморфного сплава на кромке диска необходимого состава, причем на поверхности диска и колодки формируется аморфный сплав в виде покрытия толщиной до 30 мкм, неразрывно связанный с матрицей. Не! 581764

Формула и зобретения

АморФный сплав на основе никеля, содержащий железо, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения износостойкости и микротвердости, он дополнительно содержит кислород при следующем соотношении компонентов, ат,4:

>Келезо

Кислород

Никель

30-40

10-20

Остальное

Химический состав сплава, ат,2

КоэФфициент трения при скорости скольжения, м/с

Нанос, г/км, при скорости скольжения, м/с

Величина

Температура фа» эового перехода аморфное

COCT0R ниекристаллическое, К микротвердости, Нм гпа

Кисло- Бор

ЖелеНикель род эо

Иэвестный

4,5 670

0,4 о,8

40,0 - ?0,0 Осталь- 0,6

8 10-э

9.10- 3 10-э ное

Предложенный

5,0 790

5,1 730

4,8 725

5,0 725

8.10-э

6 10-э

8 10-э

6 1040,0 20,0

37,0 15,0

30,0 10,0

33,0 12,0

0,3

0,3

0,35

0,3

0,15

0,25

0,25

0,25

0,2

0,25 о,«

0,25

1 10

4 10-э

5 10-э

5 10

2.1О«,10-э

6 10"э

4 ° 10

Составитель А.Зенцов

Редактор Т.Лазоренко Техред Л.ОЛийнык Корректор М.Самборская

Заказ 2068 Тираж 485 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 8-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.ужгород, .ул.Гагарина, 101 смотря на высокое содержание кислорода, в предложенном сплаве отсутству1ьт ПОлная кОМпоНЕНтНая мЕжатОмная связь, характерная для соединений

5 металл — кислород.

Состав сплавов определялся рентгеноспектральным анализом на приборе

MS-46. Кристаллическая структура исследована как рентгеноструктурным анализом (ДРОН-2, M), так и при поМощи трансмиссионной электронной микроскопии. Температура перехода аморФное состбяние -, кристаллическое определялась по изменению электросо- 15 противления сплавов. Испытания по определению износостойкости проводили на воздухе и в водовоздушной среде при скорости скольжения 1,2,3 м/с и нормальной нагрузке 1,5 МПа, опреде- 20 ляли коэФФициент трения и величину износа (г/км). Продукты износа, представляющие собой порошок аморфного сплава размером 1-5 мкм, анализировали аналогичными методами. 25

Состав сплава и свойства в сравнении со свойствами известного сплава приведены в таблице.

Сплав

Как видно из данных таблицы, предложенный сплав обладает на порядок большей величиной износостойкости по сравнению с известным сплавом и в

1,06-1,2 раза большей величиной микротвердости, При этом сплав обладает на

55-120 град большей температурой перехода аморФное - кристаллическое состояние, что дает возможность эксплуатировать покрытие из предложенного сплава в жестких условиях трения без смазки.