Влияние скорости скольжения на формирование вторичных структур

Структурное состояние и упрочнение поверхности трения в вакууме существенно зависят от исходных структуры и состава стали и от внешних параметров трения. В первую очередь от скорости скольжения, поскольку она определяет барометрические условия в зоне контакта.

Представлено количественное соотношение вторичных структур на поверхности трения дисков из эвтектоидной стали в трех исходных структурных состояниях для разных скоростей скольжения. Идентификация структур осуществлялась путем сопоставления микротвердости с результатами металлографического и рентгеноструктурного исследований.

Структура нормализованной и отпущенной стали, микротвердость которой составляет 4-5 ГПа, названа нами вторичной деформированной структурой (ДС). Ей соответствуют участки поверхности трения, на которых наблюдаются разнообразные формы упругой (или квазиупругой) и пластической деформации, но без каких-либо фазовых превращений.

Для закаленной стали наблюдается побочная вторичная структура (ПС), образующаяся в результате отпуска неравновесной исходной структуры вследствие фрикционного разогрева поверхности. Побочная вторичная структура может быть результатом отдыха, рекристаллизации, релаксации внутренних напряжений и т. п., а также продуктом некоторых фазовых превращений, ведущих к уменьшению степени неравновесности сплава в локальных объемах.

Максимум микротвердости побочной вторичной структуры закаленной стали составляет 5,5 ГПа. Зафиксированы два максимума микротвердости: 8 и 12 ГПа, соответствующие «мартенситу трения» и белой зоне. При образовании этих структур полностью, завершаются характерные локальные фазовые и структурные превращения. Поэтому они названы нами вторичными завершенными структурами.