Вплив зсувної компоненти навантаження при терті на структурно-фазовий стан і зношування поверхневого шару сталі 45

Abstract

Досліджено вплив величини зсувного навантаження при терті на структурно-фазовий стан поверхневих шарів сталі 45. За допомогою рентґенівської аналізи встановлено, що зростання величини зсувної компоненти навантаження РSH приводить до зменшення розмірів областей когерентного розсіяння (20–50 нм) та зміни величини мікроспотворень кристалічної ґратниці фериту, а також до формування залишкових макронапружень стиснення (300–700 МПа). Результатом зростання величини зсувної складової навантаження (3%–40% від нормальної складової) є також істотне підвищення мікротвердости поверхневого шару товщиною h = 100–250 мкм. Величина зношування залежить не лише від розмірів зерен і твердости, але й від фазового складу поверхневих шарів, утворених в результаті механохемічних реакцій на контактних поверхнях при терті.

Исследовано влияние величины сдвигового нагружения при трении на структурно-фазовое состояние поверхностных слоёв стали 45. С помощью рентгеновского анализа установлено, что рост величины сдвиговой компоненты нагружения РSH приводит к уменьшению размеров областей когерентного рассеяния (20–50 нм) и изменению величины микроискажений кристаллической решётки феррита, а также к формированию остаточных сжимающих макронапряжений (300–700 МПа). Результатом роста величины РSH (3%–40% от нормальной составляющей) также является существенное повышение микротвёрдости поверхностного слоя толщиной h = 100–250 мкм. Величина износа зависит не только от размеров зёрен и твёрдости, но и от фазового состава поверхностных слоёв, образованных в результате механохимических реакций на контактных поверхностях при трении.

The influence of load shear component under the friction on both the microstructure and the phase state of the surface layers of 1045 steel is studied. As established by x-ray analysis, the increase in shear-stress component РSH results in reduction of size of coherent scattering areas (20–50 nm) and in changes of the lattice microstrains of ferrite, and in the formation of residual compressive macrostresses (300–700 MPa). The growth in РSH (from 3% to 40% of the normal component) results in significant increase of microhardness of the surface layer of 100–250 μμm thickness. The wear magnitude depends not only on the grain size and hardness, but also on the phase composition of the surface layers formed by mechanochemical reactions on the contact surfaces during the friction process.