blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2017-1-43-47blackmet-1001Research ArticleФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВPHYSICO-CHEMICAL BASICS OF METALLURGICAL PROCESSESО НЕКОТОРЫХ ПАРАМЕТРАХ СУХОГО СКОЛЬЗЯЩЕГО КОНТАКТА СТАЛЬ/СТАЛЬ ПРИ ВЫСОКОЙ ПЛОТНОСТИ ТОКАON SOME PARAMETERS OF DRY SLIDING CONTACT STEEL/STEEL AT HIGH CURRENT DENSITYАлеутдиноваМ. И.AleutdinovaM. I.

к.т.н., научный сотрудник,

634021, Томск, Академический пр., 2/4,

636036, Томская обл., Северск, Коммунистический пр., 65

Cand. Sci. (Eng.), Research Associate,

Tomsk,

Seversk, Tomsk Region

aleut@ispms.tsc.ruФадинВ. В.FadinV. V.

к.т.н., доцент, старший научный сотрудник,

634021, Томск, Академический пр., 2/4

Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor, Senior Researcher,

Tomsk

РубцовВ. Е.RubtsovV. E.

к.т.н., старший научный сотрудник,

634021, Томск, Академический пр., 2/4,

634050, Томск, пр. Ленина, 30

Cand. Sci. (Eng.), Senior Researcher,

Tomsk

Институт физики прочности и материаловедения СО РАН; Северский технологический институт НИЯУ МИФИРоссияInstitute of Strength Physics and Materials Science SB RAS; Seversk Technological Institute, National Research Nuclear UniversityRussian FederationИнститут физики прочности и материаловедения СО РАНРоссияInstitute of Strength Physics and Materials Science SB RASRussian FederationИнститут физики прочности и материаловедения СО РАН; Национальный исследовательский Томский политехнический университетРоссияInstitute of Strength Physics and Materials Science SB RAS; National Research Tomsk Polytechnic UniversityRussian Federation2017120220176014347Copyright © Алеутдинова М.И., Фадин В.В., Рубцов В.Е., 20172017Алеутдинова М.И., Фадин В.В., Рубцов В.Е.Aleutdinova M.I., Fadin V.V., Rubtsov V.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/1001

Изучено поведение стали 3 при сухом скольжении под воздействием электрического тока высокой плотности. В этих условиях происходит пластическая деформация материала поверхностного слоя, повышается его температура, образуются новые фазы и структурные дефекты, что приводит к образованию слоя вторичных структур. Основным разрушающим фактором внешнего воздействия на поверхностный слой является контактная плотность тока. Показано, что средняя температура контакта и толщина слоя вторичных структур увеличиваются при возрастании плотности тока. Представлен характер изменения интенсивности изнашивания и электропроводности при изменении температуры контакта. Установлено, что интенсивность изнашивания линейно зависит от температуры контакта в режиме нормального изнашивания. Отмечено, что режим катастрофического изнашивания проявляется как резкое увеличение его интенсивности и одновременное уменьшение электропроводности контакта при его температуре 500 – 600 °С. Толщина слоя вторичных структур в этих условиях трения достигает 50 мкм.

Behavior of AISI 1020 steel at dry sliding against AISI 1045 steel under electric current of high density was studied. The plastic deformation of surface layer, its temperature increasing, appearance of new phases and structure defects occur in these conditions. It leads to formation of friction induced structures layer. Contact current density is the main deterioration factor of external action on surface layer. It is shown that average contact temperature and thickness of friction induced structure layer increase at current density increasing. The character of change of wear intensity and electric conductance at changing of contact temperature is represented. It is established that wear intensity linearly depends on the contact temperature at normal wear regime. It is noted that regime of catastrophic wear is revealed as sharp increasing of wear intensity and synchronous decreasing of electric contact conductance at contact temperature of 500–600 °C. The thickness of friction induced structure layer achieved the value of 50 μm in these conditions.

средняя температура контактавторичные структурытрениеинтенсивность изнашиванияэлектропроводность скользящего контактаaverage contact temperaturefriction induced structureswear intensityelectric conductance of sliding contactпрограмма III.20.2 фундаментальных исследований СО РАНReferencesКостецкий Б.И. Структурно-энергетическая приспосабливаемость материалов при трении // Трение и износ. 1985. Т. 6. № 2. С. 201 – 212.Kostetskii B.I. Structural and energetic adaptability of materials at friction. Trenie i iznos. 1985, vol. 6, no. 2, pp. 201–212. (In Russ.).Kragelsky I.V., Dobychin M.N., Kombalov V.S. Friction and Wear Calculation Methods. Pergamon Press: New York, 1982. – 464 p.Kragelsky I.V., Dobychin M.N., Kombalov V.S. Friction and wear calculation methods. Pergamon Press: New York, 1982, 464 p.Blau P.J. Friction Science and Technology: From Concepts to Applications. CRC Press, 2009 by Taylor & Francis Group, LLC. – 432 p.Blau P.J. Friction science and technology: from concepts to applications. CRC Press, 2009 by Taylor & Francis Group, LLC, 432 p.Wang X., Wei X., Hong X. etc. Formation of sliding frictioninduced deformation layer with nanocrystalline structure in T10 steel against 20CrMnTi steel // Appl. Surface Science. 2013. Vol. 280. P. 381 – 387.Wang X., Wei X., Hong X., Yang J., Wang W. Formation of sliding friction-induced deformation layer with nanocrystalline structure in T10 steel against 20CrMnTi steel. Appl. Surface Science. 2013, vol. 280, pp. 381–387.Rahaman M.L., Zhang L. On the estimation of interface temperature during contact sliding of bulk metallic glass // Wear. 2014. Vol. 320. P. 77 – 86.Rahaman M.L., Zhang L. On the estimation of interface temperature during contact sliding of bulk metallic glass. Wear. 2014, vol. 320, pp. 77–86.Fadin V.V., Aleutdinova M.I., Rubtsov V.Ye. About wear and average surface temperature of copper or steel contacts at sliding current // AIP Conf. Proc. 2015. No. 1683. P. 020051-1-020051-4.Fadin V.V., Aleutdinova M.I., Rubtsov V.Ye. About wear and average surface femperature of copper or steel contacts at sliding current. AIP Conf. Proc. 2015, no. 1683, pp. 020051-1-020051-4.Трение, износ и смазка (трибология и триботехника) / Под общ. ред. А.В. Чичинадзе. – М.: Машиностроение, 2003. – 576 с.Trenie, iznos i smazka (tribologiya i tribotekhnika) [Friction, wear and lubrication].Chichinadze A.V. ed. Moscow: Mashinostroenie, 2003, 576 p. (In Russ.).Braunovich M., Konchits V.V., Myshkin N.K. Electrical contacts. Fundamentals, Applications and Technology. Taylor & Francis Group, LLC, 2007. – 640 p.Braunovich M., Konchits V.V., Myshkin N.K. Electrical contacts. Fundamentals, applications and technology. Taylor & Francis Group, LLC, 2007. 640 p.Амосов А.П. Теплофизические модели трения инертных и взрывчатых материалов. – М.: Машиностроение, 2011. – 363 с.Amosov A.P. Teplofi zicheskie modeli treniya inertnykh i vzryvchatykh materialov [Thermal models of friction of inert materials and explosives]. Moscow: Mashinostroenie, 2011, 363 p. (In Russ.).Kennedy F.E., Lu Y., Baker I. Contact temperatures and their infl uence on wear during pin-on-disk tribotesting // Tribology International. 2015. Vol. 82. P. 534 – 542.Kennedy F.E., Lu Y., Baker I. Contact temperatures and their influence on wear during pin-on-disk tribotesting. Tribology International. 2015, vol. 82, pp. 534–542.Aleutdinova M.I., Fadin V.V. Infl uence of cold working on the wear of AISI 1020 steel in dry sliding contact at high current density // Steel in Translation. 2015. Vol. 45. No. 6. Р. 418 – 422.Aleutdinova M.I., Fadin V.V. Infl uence of cold working on the wear of AISI 1020 steel in dry sliding contact at high current density. Steel in Translation. 2015, vol. 45, no. 6. pp. 418–422.Panin V.E. Synergetic principles of physical mesomechanics. Theor. Appl // Fracture Mech. 2001. Vol. 37. No. 1 – 3. P. 261 – 298.Panin V.E. Synergetic principles of physical mesomechanics. Theor. Appl. Fracture Mech. 2001, vol. 37, no. 1–3, pp. 261–298.Rao R.N., Das S., Mondal D.P., Dixit G. Mechanism of material removal during tribologicalbehaviour of aluminium matrix (Al-Zn-MgCu) composites // Tribology international. 2012. Vol. 53. P. 179 – 184.Rao R.N., Das S., Mondal D.P., and Dixit G. Mechanism of material removal during tribological behaviour of aluminium matrix (Al-Zn-Mg-Cu) composites. Tribology International. 2012, vol. 53, pp. 179–184.Jankauskas V., Antonov M., Varnauskas V. etc. Eff ect of WC grain size and content on low stress abrasive wear of manual arc welded hard facings with low-carbon or stainless steel matrix // Wear. 2015. Vol. 328 – 329. P. 378 – 390.Jankauskas V., Antonov M., Varnauskas V., Skirkus R., and Goljandin D. Eff ect of WC grain size and content on low stress abrasive wear of manual arc welded hard facings with low-carbon or stainless steel matrix. Wear. 2015, vol. 328–329, pp. 378–390.Rhanafi -Benghalem N., Felder E., Loucif K., Montmitonnet P. Plastic deformation of 25CrMo4 steel during wear: Eff ect of the temperature, the normal force, the sliding velocity and the structural state // Wear. 2010. Vol. 268. P. 23 – 40.Rhanafi -Benghalem N., Felder E., Loucif K., Montmitonnet P. Plastic deformation of 25CrMo4 steel during wear: eff ect of the temperature, the normal force, the sliding velocity and the structural state. Wear. 2010, vol. 268, pp. 23–40.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.