Research of Surface Wear Resistance of Aluminum Alloy Modified with Minerals using Sclerometry Method
Another Title
Исследование износостойкости поверхности алюминиевого сплава, модифицированного минералами, методом склерометрии
Bibliographic entry
Skazochkin, A. V. Research of Surface Wear Resistance of Aluminum Alloy Modified with Minerals using Sclerometry Method = Исследование износостойкости поверхности алюминиевого сплава, модифицированного минералами, методом склерометрии / A. V. Skazochkin, G. G. Bondarenko, P. Zukowski // Приборы и методы измерений : научно-технический журнал. – 2019. – Т. 10, № 3. – С. 263-270.
Abstract
Improving the wear resistance of the surface of metal parts used in various industries is one of the relevant areas of materials science. The aim of this work was a comparative study of the wear resistance of a sample of an aluminum alloy (EN AW-2024, an aluminum alloy of the Al-Cu-Mg system) modified with ultrafine particles of minerals using the sclerometry method, which makes it possible to measure the physicomechanical properties of the material at the microscale, as well as determining some tribological parameters (hardness and elastic modulus) of a duralumin sample with a mineral coating. Wear resistance was measured using a NanoScan-4D scanning hardness tester using the multi-cycle friction method using a sapphire sphere with control of the pressing force and the deepening of the tip into the sample. The use of such a measurement system is especially important when testing thin modified layers, when the layer thickness is comparable with the surface roughness parameters and the influence of the substrate is excluded. The measurement results showed that the wear resistance of the surface of an aluminum alloy sample modified with ultrafine mineral particles increased by more than 12 times compared to the wear resistance of an aluminum alloy surface without modification. Also, measurements of the hardness and elastic modulus of the surface of the modified sample were performed taking into account the features of measuring the mechanical parameters of thin layers. The obtained parameters of the modified surface of the aluminum alloy can be further used to build models of the processes of friction and wear of the surface modified by ultrafine particles of minerals. The lack of an acceptable explanation of the nature of the special properties of the surface modified by particles of minerals of natural origin does not exclude the use of the observed effects to significantly increase the resource of various parts and mechanisms.
Abstract in another language
Повышение износостойкости поверхности металлических деталей, используемых в различных отраслях промышленности, является одним из актуальных направлений материаловедения. Целью данной работы являлось сравнительное исследование износостойкости образца из алюминиевого сплава (EN AW-2024, алюминиевый сплав системы Al-Cu-Mg), модифицированного ультрадисперсными частицами минералов с использованием метода склерометрии, позволяющего измерить физико-механические свойства материала в микромасштабе, а также определение некоторых трибологических параметров (твердости и модуля упругости) образца из дюралюминия с минеральным покрытием. Измерение износостойкости было выполнено с помощью сканирующего твердомера «НаноСкан-4D» методом многоциклового трения сапфировой сферой с контролем силы прижима и углубления наконечника в образец. Использование такой системы измерения особенно важно при испытании тонких модифицированных слоев, когда толщина слоя сопоставима с параметрами шероховатости поверхности и исключено влияние подложки. Результаты измерений показали, что износостойкость поверхности образца из алюминиевого сплава, модифицированной ультрадисперсными частицами минералов, увеличилась более чем 12 раз по сравнению с износостойкостью поверхности из алюминиевого сплава без модификации. Также выполнены измерения твердости и модуля упругости поверхности модифицированного образца с учетом особенностей измерения механических параметров тонких слоев. Полученные параметры модифицированной поверхности алюминиевого сплава могут быть в дальнейшем использованы для построения моделей процессов трения и износа поверхности, модифицированной ультрадисперсными частицами минералов. Отсутствие в настоящее время приемлемого объяснения природы особых свойств поверхности, модифицированной частицами минералов природного происхождения, не исключает использования наблюдаемых эффектов для значительного повышения ресурса различных деталей и механизмов.
View/
Collections
- Т. 10, № 3[7]