Аморфный сплав на основе никеля
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.
