Размерные эффекты трения в чистом титане
- Авторы: Столяров В.В.1
-
Учреждения:
- Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН
- Выпуск: № 16 (2024)
- Страницы: 729-737
- Раздел: Физико-химические основы нанотехнологий
- URL: https://journal-vniispk.ru/2226-4442/article/view/319474
- DOI: https://doi.org/10.26456/pcascnn/2024.16.729
- EDN: https://elibrary.ru/OQEIQT
- ID: 319474
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Статья посвящена экспериментальному исследованию трибологического поведения без смазки технически чистого титана в специфических условиях, приближенным к фреттингу, отличающихся от традиционных испытаний малой величиной амплитуды и частоты перемещения индентора. Трибологические характеристики износ и коэффициент трения при комнатной и повышенной температуре титана Grade 4 сравниваются в ультрамелкозернистом (размер зерен d g = 0,45 мкм) и крупнозернистом состояниях ( d g = 45 мкм). Показано, что при комнатной температуре уменьшение размера зерен на два порядка кратно увеличивает износ и коэффициент трения. Уменьшение амплитуды смещения от 300 до 50 мкм приближает условия трения к фреттингу и снижает как износ, так и коэффициент трения. Повышение температуры от комнатной до 350°С трансформирует традиционный вид износа в образование окисной пленки и снижает коэффициент трения. Обсуждаются граничные условия возникновения фреттинга и их применимость к наноструктурам.
Ключевые слова
Об авторах
Владимир Владимирович Столяров
Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН
Email: vlstol@mail.ru
д.т.н., профессор, главный научный сотрудник
Список литературы
- Waterhouse, R. Fretting wear / R. Waterhouse // Wear. - 1984. - V. 100. - I. 1-3. - P. 107-118. doi: 10.1016/0043-1648(84)90008-5.
- Waterhouse, R.B. Fretting corrosion / R.B. Waterhouse // In: International Series of Monographs on Materials Science and Technology. - V. 10. - Oxford: Pergamon Press, 1972. - 253 p.
- Mall, S. Effects of microstructure on fretting fatigue behavior of IN100 / S. Mall, H.-K. Kim, E.C. Saladin, W.J. Porter // Material Science and Engineering A. - 2010. - V. 527. - I. 6. - P. 1453-1460. doi: 10.1016/j.msea.2009.10.068.
- Nowell, D. Recent developments in the understanding of fretting fatigue / D. Nowell, D. Dini, D.A. Hills // Engineering Fracture Mechanics. - 2006. - V. 73. - I. 2. - P. 207-222. doi: 10.1016/j.engfracmech.2005.01.013.
- Zhang, X. Improvement of the fretting damage resistance of Ti-811 alloy by CuNi multilayer films / X. Zhang, D. Liu, G. Liu et al. // Tribology International. - 2011. - V. 44. - I. 11. - P. 1488-1494. doi: 10.1016/j.triboint.2010.11.005.
- Vadiraj, A. Effect of surface treatments on fretting fatigue damage of biomedical titanium alloys / A. Vadiraj, M. Kamaraj // Tribology International. - 2007. -V. 40. - I. 1. - P. 82-88. doi: 10.1016/j.triboint.2006.02.064.
- Fridrici, V. Fretting wear behaviour of a titanium alloy / V. Fridrici, S. Fouvry, P. Kapsa // In: Fundamentals of tribology and bridging the gap between the macro- and micro/nanoscales. NATO science series; ed. by B. Bhushan. - V. 10. - Dordrecht: Springer, 2001. - P. 413-421. doi: 10.1007/978-94-010-0736-8_29.
- Blanchard, P. Material effects in fretting wear: application to iron, titanium, and aluminum alloys / P. Blanchard, C. Colombie, V. Pellerin et al. // Metallurgical Transaction A. - 1991. - V. 22. - I. 7. - P. 1535-1544. doi: 10.1007/BF02667367.
- Zhang, Y.S. Fretting wear behavior of nanocrystalline surface layer of pure copper under oil lubrication / Y.S. Zhang, Z. Han // Tribology Letters. - 2007. - V. 27. - I. 7. - P. 53-59. doi: 10.1007/S11249-007-9204-2.
- Wang, C.T. Tribology testing of ultrafine-grained Ti processed by high-pressure torsion with subsequent coating / C.T. Wang, N. Gao, M.G. Gee, R.J.K. Wood, T.G. Langdon // Journal of Materials Science. - 2013. - V. 48. - I. 13. - P. 4742-4748. doi: 10.1007/s10853-012-7110-y.
- Misochenko, A.A. Influence of grain size and contact temperature on the tribological behaviour of shape memory Ti49.3Ni50.7 alloy / A.A. Misochenko, S.V. Chertovskikh, L. Sh. Shuster, V.V. Stolyarov // Tribology Letters. - 2017. - V. 65. - I. 4. - Art. № 131. - 7 p. doi: 10.1007/s11249-017-0917-6.
- Столяров, В.В. Трибологические аспекты наноструктурных материалов / В.В. Столяров // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2023. - Вып. 15. - С. 840-850. doi: 10.26456/pcascnn/2023.15.840.
- Pakhomov, M. Features of wear and friction in titanium / M. Pakhomov, D. Gorlov, V. Stolyarov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - 2020. - V. 996. - Art. № 012017. - 5 p. doi: 10.1088/1757-899X/996/1/012017.
- Семенова, И.П. Формирование ультрамелкозернистых структур и повышенных механических свойств в малолегированных титановых сплавах комбинированными методами интенсивной пластической деформации: дис.. д-ра техн. наук: 05.16.01 / Семенова Ирина Петровна. - Уфа: Юж.-Ур. гос. ун-т, 2011. - 273 с.
- Varenberg, M. Slip index: a new unified approach to fretting / M. Varenberg, I. Etsion, G. Halperin // Tribology Letters. - 2004. - V. 17. - № 3. - P. 569-573. DOI:1023-8883/04/1000-0569/0.
Дополнительные файлы
