Влияние структурно-фазового состояния сплава AA7075 на износ при трении скольжения в паре со сталью и керамикой

Коллективом сотрудников лаборатории физики упрочнения поверхности Института физики прочности и материаловедения СО РАН было проведено сравнительное исследование особенностей трения скольжения для алюминиевого сплава АА7075 в разном структурно-фазовом состоянии.

Механические характеристики и поведение трения скольжения образцов АА7075 были изучены с учётом структурных состояний, формируемых в них при равноканальном угловом прессовании (РКУП), и в зависимости от числа проходов РКУП. Кроме того, на примере стали AISI 52100, оксида алюминия Al₂O₃ и нитрида кремния Si₃N₄ было исследовано влияние материала контртела на трибологические характеристики образцов.

Для характеристики режимов скольжения использовались сигналы виброускорения и акустической эмиссии с такими параметрами, как энергия акустической эмиссии и медианная частота. Структурное состояние и механические свойства образцов AA7075 с РКУП существенно повлияли на их поведение при износе при сухом трении скольжения. Материал контртела оказал существенное влияние на формирование слоя адгезионного переноса и приповерхностную деформацию образцов. Изучено динамическое поведение трибосистемы и установлена связь между параметрами скольжения, сигналами виброметрии и акустической эмиссии.

Во всех рассмотренных случаях использование РКУП позволило существенно снизить износ сплава АА7075. Износостойкость увеличилась в 4,5, 3,8 и 2,3 раза за счт обработки РКУП, при трении с использованием контртел из стали, оксида алюминия и нитрида кремния, соответственно, по сравнению с исходным образцом.

Согласно полученным данным, основные механизмы изнашивания образцов АА7075 в условиях сухого трения скольжения определяются подповерхностной деформацией и разрушением окисленных трибологически сформированных слоев.

Исследование выполнено в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН, проект FWRW-2021-0006. Результаты опубликованы в журнале Metals.

Источник: ИФПМ СО РАН.