Взаємозв’язок між кавітаційною тривкістю та мікротвердістю металів
За дії кавітації, створюваній ультразвуковим вібратором у водогінній воді, експериментально визначено рівень руйнування перехідних металів, які належать до IV–VI груп періодичної системи. Показано, що тривкість металів за дії кавітації з похибкою ±10% визначає мікротвердість. Для попередньої оцінки...
Збережено в:
| Дата: | 2009 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України
2009
|
| Назва видання: | Фізико-хімічна механіка матеріалів |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/31734 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Взаємозв’язок між кавітаційною тривкістю та мікротвердістю металів / В.Г. Маринін // Фізико-хімічна механіка матеріалів. — 2009. — Т. 45, № 6. — С. 127-129. — Бібліогр.: 7 назв. — укp. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-31734 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-317342012-03-16T12:19:14Z Взаємозв’язок між кавітаційною тривкістю та мікротвердістю металів Маринін, В.Г. За дії кавітації, створюваній ультразвуковим вібратором у водогінній воді, експериментально визначено рівень руйнування перехідних металів, які належать до IV–VI груп періодичної системи. Показано, що тривкість металів за дії кавітації з похибкою ±10% визначає мікротвердість. Для попередньої оцінки тривкості можна використовувати співвідношення Zh = 2,42х10^–2 Hμ^3 , де мікротвердість визначено в GPa. Определен износ в условиях воздействия кавитации переходных металлов IV–VI групп периодической системы. Показано, что для предварительной оценки стойкости этих металлов (Zh) можно воспользоваться соотношением Zh = 2,42х10^–2 c Hμ^3 при измерении микротвердости в GPa. The wear of IV–VI group metals under cavitation was determined. It was show that for preliminary evaluation of these metals stability (Zh) the formula Zh = 2.42х10^–2 Hμ^3 can be used for measuring the microhardness in GPa. 2009 Article Взаємозв’язок між кавітаційною тривкістю та мікротвердістю металів / В.Г. Маринін // Фізико-хімічна механіка матеріалів. — 2009. — Т. 45, № 6. — С. 127-129. — Бібліогр.: 7 назв. — укp. 0430-6252 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/31734 620.178:620.193.19 uk Фізико-хімічна механіка матеріалів Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| description |
За дії кавітації, створюваній ультразвуковим вібратором у водогінній воді, експериментально визначено рівень руйнування перехідних металів, які належать до IV–VI груп періодичної системи. Показано, що тривкість металів за дії кавітації з похибкою ±10% визначає мікротвердість. Для попередньої оцінки тривкості можна використовувати співвідношення Zh = 2,42х10^–2 Hμ^3 , де мікротвердість визначено в GPa. |
| format |
Article |
| author |
Маринін, В.Г. |
| spellingShingle |
Маринін, В.Г. Взаємозв’язок між кавітаційною тривкістю та мікротвердістю металів Фізико-хімічна механіка матеріалів |
| author_facet |
Маринін, В.Г. |
| author_sort |
Маринін, В.Г. |
| title |
Взаємозв’язок між кавітаційною тривкістю та мікротвердістю металів |
| title_short |
Взаємозв’язок між кавітаційною тривкістю та мікротвердістю металів |
| title_full |
Взаємозв’язок між кавітаційною тривкістю та мікротвердістю металів |
| title_fullStr |
Взаємозв’язок між кавітаційною тривкістю та мікротвердістю металів |
| title_full_unstemmed |
Взаємозв’язок між кавітаційною тривкістю та мікротвердістю металів |
| title_sort |
взаємозв’язок між кавітаційною тривкістю та мікротвердістю металів |
| publisher |
Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України |
| publishDate |
2009 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/31734 |
| citation_txt |
Взаємозв’язок між кавітаційною тривкістю та мікротвердістю металів / В.Г. Маринін // Фізико-хімічна механіка матеріалів. — 2009. — Т. 45, № 6. — С. 127-129. — Бібліогр.: 7 назв. — укp. |
| series |
Фізико-хімічна механіка матеріалів |
| work_keys_str_mv |
AT marinínvg vzaêmozvâzokmížkavítacíjnoûtrivkístûtamíkrotverdístûmetalív |
| first_indexed |
2025-07-03T12:11:46Z |
| last_indexed |
2025-07-03T12:11:46Z |
| _version_ |
1836627742684086272 |
| fulltext |
127
Ô³çèêî-õ³ì³÷íà ìåõàí³êà ìàòåð³àë³â. – 2009. – ¹ 6. – Physicochemical Mechanics of Materials
УДК 620.178:620.193.19
ВЗАЄМОЗВ’ЯЗОК МІЖ КАВІТАЦІЙНОЮ ТРИВКІСТЮ
ТА МІКРОТВЕРДІСТЮ МЕТАЛІВ
В. Г. МАРИНІН
Національний науковий центр “Харківський фізико-технічний інститут”
За дії кавітації, створюваній ультразвуковим вібратором у водогінній воді, експери-
ментально визначено рівень руйнування перехідних металів, які належать до IV–VI
груп періодичної системи. Показано, що тривкість металів за дії кавітації з похиб-
кою ±10% визначає мікротвердість. Для попередньої оцінки тривкості можна вико-
ристовувати співвідношення Zh = 2,42⋅10–2 3Hµ , де мікротвердість визначено в GPa.
Ключові слова: перехідні метали, кавітаційна тривкість, мікротвердість, взаємо-
зв’язок.
Короткий огляд досліджень можливості встановити емпіричну залеж-
ність між тривкістю металів за кавітації і одним або сукупністю механічних
параметрів, що їм притаманні, подано в монографіях [1, 2]. Там зауважено,
що серед можливих варіантів таких зв’язків більша кореляція між кавітацій-
ною тривкістю і твердістю, але суттєвіша для матеріалів одного класу. Вод-
ночас зазначено, що в деяких дослідженнях не виявлено цієї залежності [3].
Тому нижче вивчено метали з різними кристалічними структурами, які вико-
ристовують самостійно або в складі сплавів для виготовлення деталей різного
обладнання.
Матеріали та методи досліджень. Вивчали монокристали молібдену та
вольфраму, виготовленого з допомогою вдосконаленого обладнання [4]. По-
лікристали одержували відповідним литвом та методами порошкової мета-
лургії, а в деяких випадках – деформуючи монокристали. Зразки вирізали із
заготовок на електроіскровому верстаті, шліфували, знімали наклепаний шар
та електрополірували.
Кавітаційну зону, в якій розміщували зразки, створювали в установці
МСВ [5], використовуючи з’єднаний з ультразвуковим генератором експо-
ненціальний вібратор, який занурювали у ванну із водогінною водою. Амплі-
туда коливань поверхні вібратора (30 ± 2) µm, а частота (21 ± 1,5) kHz. Від-
стань між торцем вібратора і поверхнею зразка 0,5 mm. Знос у кавітаційній
зоні визначали за ваговими втратами зразків з точністю ±15 µg. За співвідно-
шеннями Zh = V0 /Vh або Zk = k0 /ki обчислювали середні відносно еталона зна-
чення кавітаційної тривкості до руйнування за зміною глибини або втратою
маси зразка. Величини V0 , k0 та Vh, kі визначають середні швидкості руйну-
вання в глибину і за масовими втратами еталона V0 = 1 µm/h, k0 = 1 mg/h та
зразків Vh, kі.
Мікротвердість вимірювали приладом ПМТ-3 під навантаженнями 0,196
та 0,98 N. Всі матеріали досліджено в однакових умовах дії кавітаційної зони.
Для деяких зразків виміряно також абразивний знос за дії жорстко закріпле-
Контактна особа: В. Г. МАРИНІН, e-mail: marinin@kipt.kharkov.ua
128
них на диску абразивних часток. До-
сліджували за схемою диск–площина.
Лінійна швидкість диска біля поверх-
ні зразка 4,38 m/s з різним наванта-
женням на зразки, зокрема, для воль-
фраму 1,25 N.
Результати досліджень. Інте-
гральні дані з руйнування зразків ви-
значали залежно від часу дії кавітації
і за ними будували кінетичні криві
для обчислення середньої швидкості
руйнування. Одержані значення
швидкості втрати маси перераховува-
ли на швидкість руйнування в глиби-
ну і обчислювали тривкість. Резуль-
тати досліджень у логарифмічних ко-
ординатах подано на рис. 1, де штри-
хові лінії ілюструють відхилення
(±10%) від суцільної лінії, навколо
якої знаходяться значення, експери-
ментально виміряні для технічно чис-
тих перехідних металів.
Як бачимо, всі експериментально
визначені значення тривкості знахо-
дяться в зоні, обмеженій штриховими
лініями. За лінійною залежністю між
кавітаційною тривкістю і мікротвер-
дістю можна визначити взаємозв’язок між ними: Zh = c 3Hµ , де с = 2,42⋅10–2
(мікротвердість в GPa). Таким чином, мікротвердість є прийнятним критерієм,
за яким можна прогнозувати кавітаційну тривкість матеріалів із похибкою ±10%.
За результатами про кавітаційну тривкість і знос зразків, який вимірюва-
ли за об’ємом видаленого металу, за
фіксований проміжок часу руйнування
жорстко закріпленими абразивними
зернами встановлено зв’язок між цими
величинами окремо для кожного із до-
сліджених металів (рис. 2).
Виявлено, що для більшості воль-
фрамових зразків існує ступенева за-
лежність типу n
kV cZ= , тобто абразив-
ний знос зростає зі збільшенням
тривкості матеріалу зразків до кавіта-
ції. Величина c = 7,5⋅10–2 mm3, якщо
n = 0,83. Для деяких зразків маємо від-
хилення від цієї залежності. Зокрема,
зразки, виготовлені із фольг товщиною
200…300 µm, кавітаційно та абразивно
(малий знос) тривкі. А монокристал
орієнтації (100) має загалом низьку ка-
Рис. 1. Залежність кавітаційної тривкості
металів від мікротвердості: ▲ – W;
∆ – Cr; ● – Zr; ○ – Ti; ◊ – Mo; – Hf.
Fig. 1. Dependence of cavitation durability
(Zh) of metals on microhardness (Hµ):
▲ – W; ∆ – Cr; ● – Zr; ○ – Ti;
◊ – Mo; – Hf.
Рис. 2. Взаємозв’язок абразивного
зносу V із кавітаційною тривкістю Zk
вольфрамових матеріалів.
Fig. 2. Interrelation of abrasive wear, V,
and cavitation durability, Zk,
of tungsten materials.
129
вітаційну тривкість і надзвичайно високий абразивний знос. Такий взаємо-
зв’язок обумовлений значною різницею в структурі і, вочевидь, пов’язаний із
орієнтацією структурних складників до дії руйнівних чинників, які відрізня-
ються за кавітації і абразивного зносу. Вплив структури на абразивну зносо-
тривкість встановлено, наприклад, на сталях Гадфільда, Х12Ф1, 12ХН3А [6,
7]. Зокрема, показано, що зразки з меншою твердістю тривкіші до абразивно-
го зносу, ніж з більшою.
Отже, зв’язок між кавітаційною тривкістю, мікротвердістю та абразив-
ним зносом досліджених металів існує у вигляді ступеневих функцій.
РЕЗЮМЕ. Определен износ в условиях воздействия кавитации переходных метал-
лов IV–VI групп периодической системы. Показано, что для предварительной оценки
стойкости этих металлов (Zh) можно воспользоваться соотношением Zh = c 3Hµ при изме-
рении микротвердости в GPa.
SUMMARY. The wear of IV–VI group metals under cavitation was determined. It was
show that for preliminary evaluation of these metals stability (Zh) the formula Zh = 2.42⋅10–2 3Hµ
can be used for measuring the microhardness in GPa.
1. Кнэпп Р., Дейли Дж., Хэммит Ф. Кавитация. – М.: Мир, 1974. – 687 с.
2. Эрозия / Пер. с англ. под ред. К. Прис. – М.: Мир, 1982. – 464 с.
3. Hammit F. G. at all. // Trans. ASME. Ser. D. – 1965. – 87. – P. 453–468.
4. А. c. СССР № 565433, М. Кл. В01 J 17/10. Устройство для бестигельной зонной плавки
/ В. Г. Маринин, Л. П. Нагорный, Н. П. Катрич, В. Г. Макеев. – 21.03.1977.
5. Коваленко В. І., Маринін В. Г. Обладнання для дослідження ерозії покриттів при мікро
ударному діянні // Вопросы атомной науки и техники. Сер. ФРП и РМ. – 1998. – В. 5
(71). – С. 83–85.
6. Хрущов М. М., Бабичев М. А. Исследование изнашивания металлов. – М.: Изд-во АН
СССР, 1960. – 351 с.
7. Тененбаум М. М. Сопротивление абразивному изнашиванию. – М.: Машиностроение,
1976. – 271 с.
Одержано 02.07.2009
|