Встановлення впливу вуглецевої сажі в оливі на зносостійкість елементів трібологічної системи «сталь-олива-бронза»

The results of experimental research into the influence of the concentration of carbon black in industrial oil I-30А and on wear resistance of the tribological system "steel-oil-bronze" are presented. It is assumed that carbon black, obtained by the electric arc method under laboratory conditions, consists of conglomerates and micro-and nanoparticles of carbon, which are found in a wide range from nanometers to tenths of millimeters.The procedure, materials, and equipment for experimental studies of wear resistance of the parts of the tribosystem "steel-bronze" on the friction machine SMC-2 was shown. The research procedure methodology involved the variation by two independent factors: concentration of carbon black in industrial oil I-30А and external loading. Sliding velocity, contour area of the contact and initial temperature of the tribosystem remained constant factors.The obtained experimental data made it possible to establish two main patterns that characterize the process of friction and wear in the studied tribological system. The first pattern reveals the influence of the concentration of carbon black in industrial oil I-30А and external load on friction torque in the couple "steel‒bronze". The second pattern reveals the influence of the same factors on wear resistance of the parts that were tested on the friction machine. The obtained patterns correlate among themselves and determine the scope of rational concentration of conglomerates of micro- and nanoparticles of carbon in industrial oil I-30A, which was applied as a lubricant in the tested tribological system.At the final stage of the research, the surfaces of the parts of friction were studied at the atomic-force microscope "Solver P47-Pro" made by manufacturing company NT-MDT. These studies made it possible to reveal the mechanism of modification of the surface layer of steel and bronze by carbon nanoparticles in their interaction in the tribological system at friction.Приведены результаты экспериментальных исследований влияния концентрации углеродной сажи в индустриальном масле И-30А на износостойкость трибологической системы «сталь-масло-бронза». Предполагается, что углеродная сажа, полученная электродуговым методом в лабораторных условиях, состоит из конгломератов микро- и наночастиц углерода, размеры которых находятся в широком диапазоне - от нанометров до десятых долей миллиметров.Приведена методика, материалы и оборудование для проведения экспериментальных исследований износостойкости деталей трибосистемы «сталь-бронза» на машине трения СМЦ-2. Методика исследований предусматривала варьирования двумя независимыми факторами: концентрация углеродной сажи в индустриальном масле И-30А и внешняя нагрузка. Неизменными факторами оставались скорость скольжения, контурная площадь контакта и начальная температура трибосистемы.Полученные экспериментальные данные позволили установить две главные закономерности, характеризующие процесс трения и износа в исследуемой трибологической системе. Первая закономерность раскрывает влияние концентрации углеродной сажи в индустриальном масле И-30А и внешней нагрузки на момент трения в паре «сталь-бронза». Вторая закономерность раскрывает влияние тех же факторов на износостойкость деталей, которые испытывались на машине трения. Полученные закономерности коррелируют между собой и определяют область рациональной концентрации конгломератов микро- и наночастиц углерода в индустриальном масле И-30А, которое было применено в качестве смазочного материала в испытанной трибологической системе.На завершающем этапе работы приведены исследования поверхностей деталей трения на атомно-силовом микроскопе "Solver Р47-Pro" фирмы производителя NT-MDT. Такие исследования позволили раскрыть механизм модификации поверхностного слоя стали и бронзы наночастицами углерода при их взаимодействии в трибологической системе при тренииНаведені результати експериментальних досліджень впливу концентрації вуглецевої сажі в індустріальній оливі И-30А на зносостійкість трібологічної системи «сталь-олива-бронза». Припускається, що вуглецева сажа, отримана електродуговим методом в лабораторних умовах, складається з конгломератів мікро- та наночастинок вуглецю, розміри яких знаходяться у широкому діапазоні - від нанометрів до десятих часток міліметрів. Наведена методика, матеріали та обладнання для проведення експериментальних досліджень зносостійкості деталей трібосистеми «сталь-бронза» на машині тертя СМЦ-2. Методика досліджень передбачала варіювання двома незалежними факторами: концентрація вуглецевої сажі в індустріальній оливі И-30А та зовнішнє навантаження. Незмінними факторами залишались швидкість ковзання, контурна площа контакту та початкова температура трібосистеми.Отриманні експериментальні данні дозволили встановити дві головні закономірності, що характеризують процес тертя та зношування в досліджуваній трібологічній системі. Перша закономірність розкриває вплив концентрації вуглецевої сажі в індустріальній оливі И-30А та зовнішнього навантаження на момент тертя в парі «сталь-бронза». Друга закономірність розкриває вплив тих самих факторів на зносостійкість деталей, що піддавались випробуванням на машині тертя. Отриманні закономірності корелюють між собою та визначають область раціональної концентрації вуглецевої сажі в індустріальній оливі И-30А, яка була застосована як мастильний матеріал у трібологічній системі, що піддавалась випробуванням.На завершальному етапі роботи наведені дослідження поверхонь деталей тертя на атомно-силовому мікроскопі "Solver Р47-Pro" фірми виробника NT-MDT. Такі дослідження дозволили розкрити механізм модифікації поверхневого шару сталі та бронзи наночастинками вуглецю при їх взаємодії в трібологічній системі під час терт

Встановлення впливу вуглецевої сажі в оливі на зносостійкість елементів трібологічної системи «сталь-олива-бронза»

The results of experimental research into the influence of the concentration of carbon black in industrial oil I-30А and on wear resistance of the tribological system "steel-oil-bronze" are presented. It is assumed that carbon black, obtained by the electric arc method under laboratory conditions, consists of conglomerates and micro-and nanoparticles of carbon, which are found in a wide range from nanometers to tenths of millimeters.The procedure, materials, and equipment for experimental studies of wear resistance of the parts of the tribosystem "steel-bronze" on the friction machine SMC-2 was shown. The research procedure methodology involved the variation by two independent factors: concentration of carbon black in industrial oil I-30А and external loading. Sliding velocity, contour area of the contact and initial temperature of the tribosystem remained constant factors.The obtained experimental data made it possible to establish two main patterns that characterize the process of friction and wear in the studied tribological system. The first pattern reveals the influence of the concentration of carbon black in industrial oil I-30А and external load on friction torque in the couple "steel‒bronze". The second pattern reveals the influence of the same factors on wear resistance of the parts that were tested on the friction machine. The obtained patterns correlate among themselves and determine the scope of rational concentration of conglomerates of micro- and nanoparticles of carbon in industrial oil I-30A, which was applied as a lubricant in the tested tribological system.At the final stage of the research, the surfaces of the parts of friction were studied at the atomic-force microscope "Solver P47-Pro" made by manufacturing company NT-MDT. These studies made it possible to reveal the mechanism of modification of the surface layer of steel and bronze by carbon nanoparticles in their interaction in the tribological system at friction.Приведены результаты экспериментальных исследований влияния концентрации углеродной сажи в индустриальном масле И-30А на износостойкость трибологической системы «сталь-масло-бронза». Предполагается, что углеродная сажа, полученная электродуговым методом в лабораторных условиях, состоит из конгломератов микро- и наночастиц углерода, размеры которых находятся в широком диапазоне - от нанометров до десятых долей миллиметров.Приведена методика, материалы и оборудование для проведения экспериментальных исследований износостойкости деталей трибосистемы «сталь-бронза» на машине трения СМЦ-2. Методика исследований предусматривала варьирования двумя независимыми факторами: концентрация углеродной сажи в индустриальном масле И-30А и внешняя нагрузка. Неизменными факторами оставались скорость скольжения, контурная площадь контакта и начальная температура трибосистемы.Полученные экспериментальные данные позволили установить две главные закономерности, характеризующие процесс трения и износа в исследуемой трибологической системе. Первая закономерность раскрывает влияние концентрации углеродной сажи в индустриальном масле И-30А и внешней нагрузки на момент трения в паре «сталь-бронза». Вторая закономерность раскрывает влияние тех же факторов на износостойкость деталей, которые испытывались на машине трения. Полученные закономерности коррелируют между собой и определяют область рациональной концентрации конгломератов микро- и наночастиц углерода в индустриальном масле И-30А, которое было применено в качестве смазочного материала в испытанной трибологической системе.На завершающем этапе работы приведены исследования поверхностей деталей трения на атомно-силовом микроскопе "Solver Р47-Pro" фирмы производителя NT-MDT. Такие исследования позволили раскрыть механизм модификации поверхностного слоя стали и бронзы наночастицами углерода при их взаимодействии в трибологической системе при тренииНаведені результати експериментальних досліджень впливу концентрації вуглецевої сажі в індустріальній оливі И-30А на зносостійкість трібологічної системи «сталь-олива-бронза». Припускається, що вуглецева сажа, отримана електродуговим методом в лабораторних умовах, складається з конгломератів мікро- та наночастинок вуглецю, розміри яких знаходяться у широкому діапазоні - від нанометрів до десятих часток міліметрів. Наведена методика, матеріали та обладнання для проведення експериментальних досліджень зносостійкості деталей трібосистеми «сталь-бронза» на машині тертя СМЦ-2. Методика досліджень передбачала варіювання двома незалежними факторами: концентрація вуглецевої сажі в індустріальній оливі И-30А та зовнішнє навантаження. Незмінними факторами залишались швидкість ковзання, контурна площа контакту та початкова температура трібосистеми.Отриманні експериментальні данні дозволили встановити дві головні закономірності, що характеризують процес тертя та зношування в досліджуваній трібологічній системі. Перша закономірність розкриває вплив концентрації вуглецевої сажі в індустріальній оливі И-30А та зовнішнього навантаження на момент тертя в парі «сталь-бронза». Друга закономірність розкриває вплив тих самих факторів на зносостійкість деталей, що піддавались випробуванням на машині тертя. Отриманні закономірності корелюють між собою та визначають область раціональної концентрації вуглецевої сажі в індустріальній оливі И-30А, яка була застосована як мастильний матеріал у трібологічній системі, що піддавалась випробуванням.На завершальному етапі роботи наведені дослідження поверхонь деталей тертя на атомно-силовому мікроскопі "Solver Р47-Pro" фірми виробника NT-MDT. Такі дослідження дозволили розкрити механізм модифікації поверхневого шару сталі та бронзи наночастинками вуглецю при їх взаємодії в трібологічній системі під час терт

Determining the Influence of Carbon Black in Oil on the Wear Resistance of Elements in the Tribological System "Steel – Oil – Bronze"

The results of experimental research into the influence of the concentration of carbon black in industrial oil I-30А and on wear resistance of the tribological system "steel-oil-bronze" are presented. It is assumed that carbon black, obtained by the electric arc method under laboratory conditions, consists of conglomerates and micro-and nanoparticles of carbon, which are found in a wide range from nanometers to tenths of millimeters.The procedure, materials, and equipment for experimental studies of wear resistance of the parts of the tribosystem "steel-bronze" on the friction machine SMC-2 was shown. The research procedure methodology involved the variation by two independent factors: concentration of carbon black in industrial oil I-30А and external loading. Sliding velocity, contour area of the contact and initial temperature of the tribosystem remained constant factors.The obtained experimental data made it possible to establish two main patterns that characterize the process of friction and wear in the studied tribological system. The first pattern reveals the influence of the concentration of carbon black in industrial oil I-30А and external load on friction torque in the couple "steel‒bronze". The second pattern reveals the influence of the same factors on wear resistance of the parts that were tested on the friction machine. The obtained patterns correlate among themselves and determine the scope of rational concentration of conglomerates of micro- and nanoparticles of carbon in industrial oil I-30A, which was applied as a lubricant in the tested tribological system.At the final stage of the research, the surfaces of the parts of friction were studied at the atomic-force microscope "Solver P47-Pro" made by manufacturing company NT-MDT. These studies made it possible to reveal the mechanism of modification of the surface layer of steel and bronze by carbon nanoparticles in their interaction in the tribological system at friction