Структури та трибологічні характеристики триботехнічних матеріалів TiFe–xC, отриманих самопоширюваним високотемпературним синтезом

Abstract

Досліджено трибологічні властивості та структури матеріалів системи TiFe–xC, отриманих самопоширюваним високотемпературним синтезом. Виявлено, що ці триботехнічні матеріали (ТМ) добре працюють в умовах абразивного і сухого тертя за помірних навантажень та кімнатної температури. Структура отриманих матеріалів складається з інтерметалідів Ti₂Fe, TiFe, які є термодинамічно стабільними фазами з великим теплоутворенням. Добавляння бору до системи TiFe–хС суттєво знижує температуру основних критичних точок cполук, розширює діапазон температур синтезу. Встановлено коефіцієнти тертя для пар тертя кулька сталь ШХ15–TiFe–20C і кулька сталь ШХ15–сталь 45, які за однакових умов становлять 0,11 і 0,15, відповідно. Високі міцнісні показники зразків ТМ TiFe–20С; TiFe–30С; 55Ti–20C–30Fe–0,31B дають можливість використовувати ці матеріали для захисту поверхонь стулок сопел реактивних двигунів, що працюють за високих температур і навантажень.

Исследовано трибологические свойства и структуры материалов системы TiFe–xC, полученных самораспространяющимся высокотемпературным синтезом. Выявлено, что эти триботехнические материалы (ТМ) хорошо работают в условиях абразивного и сухого трения при умеренных нагрузках и комнатной температуре. Структура полученных материалов состоит из интерметаллидов Ti₂Fe, TiFe, которые являются термодинамически стабильными фазами с существенным теплообразованием. Добавление бора к системе TiFe–хС существенно снижает температуру основных критических точек соединений, расширяет диапазон температур синтеза. Установлено коэффициенты трения для пар трения шарик сталь ШХ15–TiFe–20C и шарик сталь ШХ15–сталь 45, которые при одинаковых условиях составляют 0,11 и 0,15, соответственно. Высокие прочностные показатели образцов ТМ TiFe–20С; TiFe–30С; 55Ti–20C–30Fe–0,31B дают возможность использовать эти материалы для защиты поверхностей створок сопел реактивных двигателей, что работают при высоких температурах и нагрузках.

Tribological properties and structures of TiFe-xC system, received by selfpropagating high-temperature synthesis were investigated. It was found that these tribotechnical materials work well in dry and abrasive friction conditions, under moderate load and at room temperature. The structure of the obtained materials consisting of intermetallics Ti₂Fe, TiFe which are thermodynamically stable phases with great warmth formation. Addition of boron to TiFe–хС system significantly reduces the temperature of main critical points of compounds, extends the temperature range of synthesis. It was found that friction coefficient equals 0.11 for friction pair TiFe–xC–ШХ15 steel and for friction pair ball ШХ15 steel–steel 45 equals 0.15. High strength characteristics of TiFe–20C; TiFe–30C; 55Ti–20C–30Fe–0.31B systems allow to use these materials for surface protection of leaf nozzles in jet engines working at high temperatures and loads.