Оценка трибоэлектрических характеристик быстрорежущих сталей

Введение. Статья посвящена прогнозированию эксплуатационных свойств существующих и вновь разрабатываемых быстрорежущих сталей в зависимости от их химического состава путём изучения термодинамических процессов в зоне трения при резании и получения аналитических зависимостей для оценки характеристик трения и износа. Целью настоящей работы является прогнозирование износостойкости быстрорежущих сталей по структурно-чувствительным параметрам абсолютной или относительной термо-ЭДС материала и энтропии, которая может быть рассчитана по правилу аддитивности при известном химическом составе. Материалы и методы. Установлена теоретическая зависимость между изменением энтропии сталей и их термо-ЭДС, согласно которой большему значению энтропии материала соответствует меньшее значение абсолютной ЭДС, что было проверено на различных марках быстрорежущих сталей. Результаты исследования . С целью выявления связи между энтропией, как термоэлектрической характеристикой быстрорежущих сталей, и их износостойкостью были проведены испытания на трение цилиндрических образцов быстрорежущих сталей различных марок и стойкостные исследования свёрл при обработке стали 45. Произведены измерения относительных термо-ЭДС этих марок и рассчитаны их абсолютные значения. В результате испытаний наибольшую износостойкость показали быстрорежущие стали с высокими значениями энтропий и минимальными значениями абсолютных (относительных) термо-ЭДС. Обсуждение и заключения . Установлена связь между параметрами износостойкости быстрорежущих сталей и их структурно-чувствительными характеристиками на микроуровне - энтропией и абсолютной термо-ЭДС. Для снижения износа при трении и резании необходимо применять марки быстрорежущих сталей с максимальной энтропией и минимальной термо-ЭДС . Энтропию, которая без особых затруднений рассчитывается по известному химическому составу материала, можно использовать как для оценки эксплуатационных свойств существующих, так и для прогнозирования износостойкости вновь разрабатываемых марок быстрорежущих сталей.

инструментальные режущие материалы, быстрорежущие стали, термо-ЭДС, энтропия, износостойкость, высокоэнтропийные быстрорежущие стали, tool cutting materials, high speed steels, thermo-EMF, entropy, wear resistance, high entropy quick-speed steels

1. Рыжкин, А. А. Обработка материалов резанием: физические основы: уч. пособие /А. А. Рыжкин. - Ростов-на-Дону : Изд. центр ДГТУ, 1996. - 242 с.

2. Рыжкин, А. А. Синергетика изнашивания инструментальных режущих материалов (трибоэлектрический аспект) / А. А. Рыжкин. - Ростов-на-Дону : Изд. центр ДГТУ, 2004. - 322 с.

3. Рыжкин, А. А. О связи между износостойкостью и физическими свойствами инструментальных материалов / А. А. Рыжкин, В. В. Илясов // Вестник машиностроения. - 2000. - №12. - С.32-40.

4. Morgner W. Untersuchung mikroskopischer Inhomogenitaten in Stahlen durch Kontaktthermokraftmessung / W. Morgner, B. Becker, H.-J. Spies // WZ der TH Otto von Goricke, Magdeburg. - 1970. - Heft 1, №14. -- S.3-11.

5. Выбор оптимальных режимов изнашивания по трибоэлектрическим характеристикам зоны резания / А. А. Рыжкин [и др.] // Проблемы трибоэлектрохимии: сб. трудов Междунар. науч.-техн. конф. - Новочеркасск, 2006. - С.207-210.

6. Ryshkin A. Uber die elektrischen Erscheinungen beim Spanen von Metallen/ A. Ryshkin // WZ der Karl-Marx-Stadt. - 1973. - Heft 4, №15. -- S.711-725.

7. Карапетьянц, М. Х. Введение в теорию химических процессов / М.Х. Карапетьянц. - Москва : Высшая школа, 1975. - 330 с.

8. Оценка работоспособности высокоэнтропийных инструментальных режущих материалов / А. А. Рыжкин [и др.] // Трение и износ. - 2016. - №1. - С.60-69.

9. Износостойкость новых марок быстрорежущих сталей / А. А. Рыжкин [и др.] // Металлорежущие станки и прогрессивные методы обработки металлов резанием: сборник статей - Ростов-на-Дону : Изд. центр РИСХМ, 1972. - С. 82-87.

10. Montgomery, D. C. Design and analysis of experiments / D. C. Montgomery. - Eighth edition, John Wiley & Sons, 2013. - 757 p.