ТРИБОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ НАНОСТРУКТУРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Статья посвящена обзору структурных факторов, влияющих на трибологическое поведение без смазки наноструктурных металлов и сплавов. Научное значение данной темы связано с пониманием механизмов износа и возможностью его прогнозирования при длительной эксплуатации. Особое внимание сфокусировано на влиянии размера зерен в интервале 0,01-10 мкм, как одного из наиболее важных структурных параметров. Сделан акцент на ультрамелкозернистые материалы, полученные интенсивной пластической деформации, и нанокристаллические материалы, полученные не деформационными методами напыления и осаждения. Показано, что нанокристаллические пленки на поверхности контакта являются более предпочтительными для повышения износостойкости, поскольку более устойчивы к структурно-фазовым превращениям в процессе трения. Среди чистых металлов, как объектов без фазовых превращений, рассматриваются медь, никель, алюминий и титан. Как пример более сложных объектов, представлены сплавы на основе титана (интерметаллидное соединение с памятью формы TiNi и двухфазный сплав Ti-Al-V). Кроме классической схемы трения при макроперемещении индентора на контактной поверхности, рассматривается фреттинг-трение при микроперемещении.

Об авторах

Владимир Владимирович Столяров

ФГБУН «Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН»

Email: vlstol@mail.RUS
101990, Россия, Москва, Малый Харитоньевский пер.,4

Список литературы

  1. Колубаев, А.В. Структурные аспекты трения металлов / А.В. Колубаев // В книге: Перспективные материалы: учебное пособие / под ред. Д.Л. Мерсона. - Тольятти: Изд-во ТГУ, 2013. - Т. V. - С. 126-218.
  2. Wang, C.T. Wear behavior of an aluminum alloy processed by equal-channel angular pressing / C.T. Wang, N. Gao, R.J.K. Wood, T.G. Langdon // Journal of Materials Science. - 2011. - V. 46. - I. 1. - P. 123-130. doi: 10.1007/s10853-010-4862-0.
  3. 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.
  4. Gao,N. Tribological properties of ultrafine-grained materials processed by severe plastic deformation / N. Gao, C.T. Wang, R.J.K. Wood, T.G. Langdon // Journal of Materials Science. - 2012. - V. 47. - I. 12.- P. 4779-4797. doi: 10.1007/s10853-011-6231-z.
  5. 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.
  6. Чертовских, С.В. Анализ трения и изнашивания ультрамелкозернистых материалов с позиции термодинамики / С.В. Чертовских, Л.Ш. Шустер // Вестник УГАТУ. - 2016. -Т. 20. - № 2 (72). - С. 55-60.
  7. Столяров, В.В. Феноменология и структурные аспекты фреттинг-трения конструкционных материалов / В.В. Столяров, В.П. Кузнецов // В монографии: Актуальные проблемы прочности; под ред. В.В. Рубаника. - Молодечно: ОАО "Типография "Победа", 2020. - С. 20-33.
  8. Zhilyaev, A.P. Wear resistance and electroconductivity in copper processed by severe plastic deformation / A.P. Zhilyaev, I. Shakhova, A. Belyakov, R. Kaibyshev, T.G. Langdon // Wear. - 2013. - V. 305. - I. 1-2.- P. 89-99. doi: 10.1016/j.wear.2013.06.001.
  9. Sadykov, F.A. The influence of strain-heat processing on copper wear / F.A. Sadykov, N.P. Barykin, I.R. Aslanyan // Wear. - 1997. - V. 212. - I. 2. - P. 160-164. doi: 10.1016/S0043-1648(97)00164-6.
  10. Li, Y. S. Effect of thermal annealing on mechanical properties of a nanostructured copper prepared by means of dynamic plastic deformation / Y.S. Li, Y. Zhang, N.R. Tao, K. Lu // Scripta Materialia. - 2008. - V. 59. - I. 4. - P. 475-478. doi: 10.1016/j.scriptamat.2008.04.043.
  11. 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.
  12. Chen, X. Friction and wear reduction in copper with a gradient nano-grained surface layer / X. Chen, Z. Han, K. Lu // ACS Applied Materials Interfaces. - 2018. - V.10. - I. 16. - P. 13829-13838. doi: 10.1021/acsami.8b01205.
  13. Farhat, Z.N. Effect of grain size on friction and wear of nanocrystalline aluminum / Z.N. Farhat, Y. Ding, D.O. Northwood, A.T. Alpas // Materials Science and Engineering A. - 1996. - V. 206. - I. 2. - P. 302-313. doi: 10.1016/0921-5093(95)10016-4.
  14. Prasad, S.V. Friction transitions in nanocrystalline nickel / S.V. Prasad, C.C. Battaile, P.G. Kotula // Scripta Materialia. - 2011. - V. 64. - I. 8. - P. 729-732. doi: 10.1016/j.scriptamat.2010.12.027.
  15. Guidry, D.J. Tribological behavior of nanocrystalline nickel / D.J. Guidry, K. Lian, J.C. Jiang, E.I. Meletis // Journal of Nanoscience and Nanotechnology. - 2009. - V. 9. - № 7. - P. 4156-4163. doi: 10.1166/jnn.2009.m25.
  16. Mishra, R. Effect of grain size on the tribological behavior of nanocrystalline nickel / R. Mishra, B. Basu, R. Balasubramaniam // Materials Science and Engineering: A, 2004. - V. 373. - I. 1-2. - P. 370-373.. doi: 10.1016/j.msea.2003.09.107.
  17. Amanov, A. Fretting wear and friction reduction of CP titanium and Ti-6Al-4V alloy by ultrasonic nanocrystalline surface modification / A. Amanov, I.-S. Cho, D.-E. Kim, Y.-S. Pyun // Surface and Coatings Technology. - 2012. - V. 207. - P. 135-142. DOE: 10.1016/j.surfcoat.2012.06.046
  18. Waterhouse, R. Fretting wear / R. Waterhouse // Wear. - 1984. - V. 100. - I. 1-3. - P. 107-118. doi: 10.1016/0043-1648(84)90008-5.
  19. Yang, T. Modeling fretting wear resistance and shakedown of metallic materials with graded nanostructured surfaces / T. Yang, T.A. Venkatesh, M. Dao // Nanomaterials. - 2023. - V. 13. - I. 10. - Art. № 1584. - 17 p. doi: 10.3390/nano13101584.
  20. Lefranc, V. Heterogeneity in tribologically transformed structure (TTS) of Ti-6Al-4V under fretting / V. Lefranc, S. Baydoun, C. Gandiolle et al. // Wear. - 2023. - V. 522. - Art. № 204680. - 11 p. doi: 10.1016/j.wear.2023.204680.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).