ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ АДГЕЗИОННОЙ ПРОЧНОСТИ БИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОДШИПНИКА ДЛЯ СУДОВОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ
Аннотация
В данном исследовании приводятся результаты металлографического анализа биметаллического подшипникового узла для корпусных деталей судового машиностроения. Отмечается, что в настоящее время адгезионные свойства на границе металлов Al-Fe слабо изучены, физические процессы формирования прочности весьма разнородны и зависят от параметров технологического процесса. В работе изученыобразцы, полученные методом штамповки коммерческого жидкого сплава АК9ч при наличии порошковой втулки из чистого железа с 15-процентной объемной пористостью. Металлографический анализ проводился с помощью моторизованного оптического микроскопа Carl Zeiss Axiovert 200 MAT, оснащенного анализатором изображений Thixomet Pro. Для исследований были отобраны образцы с различным уровнем адгезионной прочности - от неудовлетворительной до самых высоких значений. Значение прочности хорошо коррелировалось с такими технологическими параметрами, как давление штамповки и температура предварительного нагрева формообразующей оснастки. Однако, как было установлено, механизмы соединения Al и Fe были различными. При низких давлениях штамповки и неудовлетворительной адгезионной прочности соединения основной причиной отсутствия контакта на границе металлов наблюдался сильный температурный градиент и различные скорости усадочных процессов, которые разорвали зону контакта. В условиях средних давлений штамповки жидкий алюминий разрушает ферритную сетку порошковой втулки, проникая в свободные поры на глубину в 1-2 мм, образуя при этом качественное адгезионное соединение. Зона границы биметаллов имеет высокую плотность, мелкодисперсное строение алюминия без следов графита, а порошковая втулка содержит все признаки вторичной кристаллизации в виде сеточной структуры феррита. В условиях высоких давлений штамповки жидкий алюминий взаимодействует с железом, образуя метастабильные интерметаллидные фазы на границе раздела металлов, при этом также происходит проникновение алюминия в поры ферритной сетки. Наличие интерметаллидов увеличивает адгезионную прочность соединения. В работе были выявлены и раскрыты новые физические принципы, направленные на доработку технологии получения биметаллического подшипника судового машиностроения на этапе заготовительного производства.
Ключевые слова
биметаллический подшипник, металлографический анализ, судовое машиностроение, адгезионная прочность
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
Об авторах
Кузнецов Руслан Валерьевич - заместитель главного металлурга
ПАО «Звезда»Ольховик Евгений Олегович - кандидат технических наук, доцент
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»
