Preview

Приборы и методы измерений

Расширенный поиск

Исследование износостойкости поверхности алюминиевого сплава, модифицированного минералами, методом склерометрии

https://doi.org/10.21122/2220-9506-2019-10-3-263-270

Полный текст:

Аннотация

Повышение износостойкости поверхности металлических деталей, используемых в различных отраслях промышленности, является одним из актуальных направлений материаловедения. Целью данной работы являлось сравнительное исследование износостойкости образца из алюминиевого сплава (EN AW-2024, алюминиевый сплав системы Al-Cu-Mg), модифицированного ультрадисперсными частицами минералов с использованием метода склерометрии, позволяющего измерить физикомеханические свойства материала в микромасштабе, а также определение некоторых трибологических параметров (твердости и модуля упругости) образца из дюралюминия с минеральным покрытием.
Измерение износостойкости было выполнено с помощью сканирующего твердомера «НаноСкан4D» методом многоциклового трения сапфировой сферой с контролем силы прижима и углубления наконечника в образец. Использование такой системы измерения особенно важно при испытании тонких модифицированных слоев, когда толщина слоя сопоставима с параметрами шероховатости поверхности и исключено влияние подложки.
Результаты измерений показали, что износостойкость поверхности образца из алюминиевого сплава, модифицированной ультрадисперсными частицами минералов, увеличилась более чем 12 раз по сравнению с износостойкостью поверхности из алюминиевого сплава без модификации. Также выполнены измерения твердости и модуля упругости поверхности модифицированного образца с учетом особенностей измерения механических параметров тонких слоев.
Полученные параметры модифицированной поверхности алюминиевого сплава могут быть в дальнейшем использованы для построения моделей процессов трения и износа поверхности, модифицированной ультрадисперсными частицами минералов. Отсутствие в настоящее время приемлемого объяснения природы особых свойств поверхности, модифицированной частицами минералов природного происхождения, не исключает использования наблюдаемых эффектов для значительного повышения ресурса различных деталей и механизмов.

Об авторах

А. B. Сказочкин
Калужский филиал Российской академии народного хозяйства и государственной службы
Россия
Адрес для переписки: А.В. Сказочкин – Калужский филиал Российской академии народного хозяйства и государственной службы, ул. Окружная, 4, строение 3, Калуга 248030, Россия     e-mail: avskaz@rambler.ru


Г. Г. Бондаренко
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Россия
ул. Мясницкая, 20, Москва 101000


П. Жуковский
Люблинский технологический университет
Польша
ул. Надбыстрицкая, 38А, Люблин 20-618


Список литературы

1. Frank W.B., Haupin W.E., Vogt H., Bruno M., Thonstad J., Dawless R.K., Kvande H., Taiwo O.A. Aluminium in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2009, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim. DOI: 10.1002/14356007.a01_459.pub2

2. Light Metals 2016, The Minerals, Metals & Mate-rials Society, 2016, 1053 p. DOI: 10.1002/9781119274780

3. Wan Y., Wang H., Zhang Y., Wang X., Li Y. Study on Anodic Oxidation and Sealing of Aluminum Alloy. Int. J. Electrochem. Sci., 2018, vol. 13, pp. 2175–2185. DOI: 10.20964/2018.02.78

4. Kumar K., Davim J.P. Composites and Advanced Materials for Industrial Applications. Hershey, USA: IGI Global, 2018, 423 p.

5. Kala H., Mer K.K.S., Kumar S. A Review on Mechanical and Tribological Behaviors of Stir Cast Aluminum Matrix Composites. Procedia Materials Science, 2014, vol. 6, pp. 1951–1960. DOI: 10.1016/j.mspro.2014.07.229

6. Adebisi A.A., Maleque M.A., Rahman Md.M. Metal matrix composite brake rotor: historical development and product life cycle analysis. International Journal of Automotive and Mechanical Engineering, 2011, vol. 4, pp. 471–480. DOI: 10.15282/ijame.4.2011.8.0038

7. Khodabakhshi F., Simchi A., Kokabi A.H. Surface modifi of an aluminum-magnesium alloy through reactive stir friction processing with titanium oxide nanoparticles for enhanced sliding wear resistance. Surface and Coatings Technology, 2017, vol. 309, pp. 114–123. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2016.11.060

8. Montealegre M.A., Castro G., Rey P., Arias J.L., Vázquez P., Gonzál M. Surface Treatments by Laser Technology. Contemporary Materials, 2010, I−1, pp. 19– 30. DOI: 10.5767/anurs.cmat.100101.en.019M

9. Kislov S.V., Kislov V.G., Skazochkin A.V., Bondarenko G.G., Tikhonov A.N. Effective mineral coatings for hardening the surface of metallic materials. Russian Metallurgy (Metally), 2015, no. 7, pp. 558–564. DOI: 10.1134/S0036029515070095

10. Skazochkin A.V., Useinov A.S., Kislov S.V. Surface hardening of titanium alloy by minerals. Letters on Materials, 2018, no. 8(1), pp. 81–87. DOI: 10.22226/2410-3535-2018-1-81-87

11. Skazochkin A., Bondarenko G., Kislov S. Research of Tribological Features of Steel Surface by Creating Mineral Coatings. Journal of Engineering Science and Technology Review, 2018, vol. 11, iss. 6, pp. 138–143. DOI: 10.25103/jestr.116.17

12. Maslenikova I., Reshetov V.N., Useinov A.S. Mapping the Elastic Modulus of a Surface with a NanoScan 3D Scanning Microscope. Instruments and Experimental Techniques, 2015, vol. 58, no. 5, pp. 711–717. DOI: 10.1134/S0020441215040223

13. Useinov A., Gogolinskiy K., Reshetov V. Mutual consistency of hardness testing at microand nanometer scales. Int. J. Mater. Res., 2009, vol. 100, pp. 968–972. DOI: 10.3139/146.110138

14. Bhushan B. Modern Tribology Handbook, Two Volume Set. USA, CRC Press Inc., 2000, 1760 p.

15. Panjkovic V. Friction and the Hot Rolling of Steel. New York, CRC Press Inc., 2014, p. 223.

16. ISO/TR 11811:2012 Nanotechnologies – Guidance on methods for nanoand microtribology measurements.


Для цитирования:


Сказочкин А.B., Бондаренко Г.Г., Жуковский П. Исследование износостойкости поверхности алюминиевого сплава, модифицированного минералами, методом склерометрии. Приборы и методы измерений. 2019;10(3):263-270. https://doi.org/10.21122/2220-9506-2019-10-3-263-270

For citation:


Skazochkin A.V., Bondarenko G.G., Żukowski P. Research of Surface Wear Resistance of Aluminum Alloy Modified with Minerals using Sclerometry Method. Devices and Methods of Measurements. 2019;10(3):263-270. https://doi.org/10.21122/2220-9506-2019-10-3-263-270

Просмотров: 156


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2220-9506 (Print)
ISSN 2414-0473 (Online)