ВПЛИВ ДИСПЕРСІЙНОГО НІТРИДВАНАДІЄВОГО ЗМІЦНЕННЯ НА ТРИБОТЕХНІЧНІ ТА МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЗАЕВТЕКТОЇДНИХ СТАЛЕЙ
Increasing the wear resistance of friction pair materials can be achieved by using more advanced compositions of lubricants, such as solid lubricants, which are extremely stable in difficult operating conditions. The combination of several components with sharply different physical and mechanical pr...
Gespeichert in:
| Datum: | 2026 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine
2026
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/311 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Casting Processes |
Institution
Casting Processes| _version_ | 1859963290631798784 |
|---|---|
| author | Шипицин, С.Я. Новицький, В.Г. Федоров, Г.Є. Степанова, Т.В. Кир’якова, Н.В. |
| author_facet | Шипицин, С.Я. Новицький, В.Г. Федоров, Г.Є. Степанова, Т.В. Кир’якова, Н.В. |
| author_sort | Шипицин, С.Я. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-03-17T17:45:51Z |
| description | Increasing the wear resistance of friction pair materials can be achieved by using more advanced compositions of lubricants, such as solid lubricants, which are extremely stable in difficult operating conditions. The combination of several components with sharply different physical and mechanical properties allows you to create compositions with the necessary properties. In such materials, films of plastic material are formed on the areas of the solid component, which are formed either due to the difference in the coefficients of thermal expansion of the antifriction and solid components when the friction pair is heated, or as a result of mechanical spreading. Such alloys include hypereutectoid steels, which contain graphite inclusions and copper inclusions in the matrix. This study identifies the mechanisms and patterns of the influence of doping hypereutectoid steels with nitrogen and vanadium on the effectiveness of increasing their wear resistance under various wear conditions due to “hard lubrication” with graphite and a copper phase while maintaining and increasing their structural strength and wear resistance. Three groups of steels were studied: the first standard with a carbon content of 1.5%; the second also standard with 1.5% carbon alloyed with 13% copper; the third with a carbon content reduced to 1.2%. It was found that dispersion vanadium nitride hardening reduces the intensity of wear in all three groups of steels. Also, in all cases, a reduction in the friction coefficient by 15–27% is achieved. This is the result of solid lubrication with carbon and copper, which accumulate on the friction surface and form a third body on the surface of the friction pair. An almost threefold increase in the efficiency of “solid lubrication with graphite” of steel №2 is observed, mainly due to an increase in the amount and dispersion of graphite in the structure due to the modifying action of solid-soluble nitrogen during crystallization and phase transformations of steels and dispersion of the dendritic micro- and substructure by the nitride-vanadium phase. |
| first_indexed | 2025-09-24T17:41:16Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs2.localhost:article-311 |
| institution | Casting Processes |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-18T02:00:19Z |
| publishDate | 2026 |
| publisher | National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs2.localhost:article-3112026-03-17T17:45:51Z INFLUENCE OF DISPERSION NITRIDE VANADIUM STRENGTHENING ON THE TRIBOTECHNICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF HYPEREUTECTOID STEELS ВПЛИВ ДИСПЕРСІЙНОГО НІТРИДВАНАДІЄВОГО ЗМІЦНЕННЯ НА ТРИБОТЕХНІЧНІ ТА МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЗАЕВТЕКТОЇДНИХ СТАЛЕЙ Шипицин, С.Я. Новицький, В.Г. Федоров, Г.Є. Степанова, Т.В. Кир’якова, Н.В. зносостійка сталь дисперсійне нітридванадієве зміцнення триботехнічні, механічні властивості легування wear-resistant steel dispersion vanadium nitride hardening tribotechnical, mechanical properties alloying Increasing the wear resistance of friction pair materials can be achieved by using more advanced compositions of lubricants, such as solid lubricants, which are extremely stable in difficult operating conditions. The combination of several components with sharply different physical and mechanical properties allows you to create compositions with the necessary properties. In such materials, films of plastic material are formed on the areas of the solid component, which are formed either due to the difference in the coefficients of thermal expansion of the antifriction and solid components when the friction pair is heated, or as a result of mechanical spreading. Such alloys include hypereutectoid steels, which contain graphite inclusions and copper inclusions in the matrix. This study identifies the mechanisms and patterns of the influence of doping hypereutectoid steels with nitrogen and vanadium on the effectiveness of increasing their wear resistance under various wear conditions due to “hard lubrication” with graphite and a copper phase while maintaining and increasing their structural strength and wear resistance. Three groups of steels were studied: the first standard with a carbon content of 1.5%; the second also standard with 1.5% carbon alloyed with 13% copper; the third with a carbon content reduced to 1.2%. It was found that dispersion vanadium nitride hardening reduces the intensity of wear in all three groups of steels. Also, in all cases, a reduction in the friction coefficient by 15–27% is achieved. This is the result of solid lubrication with carbon and copper, which accumulate on the friction surface and form a third body on the surface of the friction pair. An almost threefold increase in the efficiency of “solid lubrication with graphite” of steel №2 is observed, mainly due to an increase in the amount and dispersion of graphite in the structure due to the modifying action of solid-soluble nitrogen during crystallization and phase transformations of steels and dispersion of the dendritic micro- and substructure by the nitride-vanadium phase. Підвищення зносостійкості матеріалів пари тертя можна досягти застосуванням більш досконалих композицій мастильних матеріалів, таких, як тверді мастила, які надзвичайно стабільні у важких умовах експлуатації. Поєднання кількох компонентів із фізико-механічними властивостями, що різко відрізняються, дозволяє створювати композиції з необхідними властивостями. У таких матеріалах на ділянках твердої складової формуються плівки з пластичного матеріалу, що утворені або за рахунок різниці коефіцієнтів термічного розширення антифрикційної і твердої складових при нагріванні пари тертя, або в результаті механічного намазування. До таких сплавів належать заевтектоїдні сталі, які містять у матриці включення графіту та мідисті включення. У дослідженні визначено механізми та закономірності впливу легування заевтектоїдних сталей азотом і ванадієм на ефективність підвищення їх зносостійкості в різних умовах зношування в результаті «твердого змащування» графітом і мідистою фазою із збереженням та підвищенням рівня їх конструкційної міцності й зносостійкості. Досліджено три групи сталей : перша стандартна із вмістом вуглецю 1,5 мас. %; друга також стандартна з 1,5 мас. % вуглецю, легована 13 мас. % міді; третя зі зниженим до 1,2 мас. % вмістом вуглецю. Установлено, що дисперсійне нітридванадієве зміцнення знижує інтенсивність зношування у всіх трьох групах сталей. Також у всіх випадках досягається зниження коефіцієнта тертя на 15 – 27 %. Це результат твердого змащування вуглецем і міддю, які накопичуються на поверхні тертя та формують третє тіло на поверхні пари тертя. Спостерігається підвищена майже в три рази ефективність «твердого змащування графітом» сталі №2, пов’язана, головно, з підвищенням кількості та диспергуванням графіту в структурі перетвореннях модифікуючої діїтвердорозчинного азоту під час кристалізації й фазових перетворень сталей та диспергування дендритної мікро- й субструктури нітридованадієвою фазою. National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine 2026-03-17 Article Article application/pdf https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/311 10.15407/plit2026.01.061 Casting processes; Casting processes №1 (163) 2026; 61-69 Процеси лиття; Процеси лиття №1 (163) 2026; 61-69 2707-1626 0235-5884 uk https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/311/315 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | зносостійка сталь дисперсійне нітридванадієве зміцнення триботехнічні механічні властивості легування Шипицин, С.Я. Новицький, В.Г. Федоров, Г.Є. Степанова, Т.В. Кир’якова, Н.В. ВПЛИВ ДИСПЕРСІЙНОГО НІТРИДВАНАДІЄВОГО ЗМІЦНЕННЯ НА ТРИБОТЕХНІЧНІ ТА МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЗАЕВТЕКТОЇДНИХ СТАЛЕЙ |
| title | ВПЛИВ ДИСПЕРСІЙНОГО НІТРИДВАНАДІЄВОГО ЗМІЦНЕННЯ НА ТРИБОТЕХНІЧНІ ТА МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЗАЕВТЕКТОЇДНИХ СТАЛЕЙ |
| title_alt | INFLUENCE OF DISPERSION NITRIDE VANADIUM STRENGTHENING ON THE TRIBOTECHNICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF HYPEREUTECTOID STEELS |
| title_full | ВПЛИВ ДИСПЕРСІЙНОГО НІТРИДВАНАДІЄВОГО ЗМІЦНЕННЯ НА ТРИБОТЕХНІЧНІ ТА МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЗАЕВТЕКТОЇДНИХ СТАЛЕЙ |
| title_fullStr | ВПЛИВ ДИСПЕРСІЙНОГО НІТРИДВАНАДІЄВОГО ЗМІЦНЕННЯ НА ТРИБОТЕХНІЧНІ ТА МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЗАЕВТЕКТОЇДНИХ СТАЛЕЙ |
| title_full_unstemmed | ВПЛИВ ДИСПЕРСІЙНОГО НІТРИДВАНАДІЄВОГО ЗМІЦНЕННЯ НА ТРИБОТЕХНІЧНІ ТА МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЗАЕВТЕКТОЇДНИХ СТАЛЕЙ |
| title_short | ВПЛИВ ДИСПЕРСІЙНОГО НІТРИДВАНАДІЄВОГО ЗМІЦНЕННЯ НА ТРИБОТЕХНІЧНІ ТА МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЗАЕВТЕКТОЇДНИХ СТАЛЕЙ |
| title_sort | вплив дисперсійного нітридванадієвого зміцнення на триботехнічні та механічні властивості заевтектоїдних сталей |
| topic | зносостійка сталь дисперсійне нітридванадієве зміцнення триботехнічні механічні властивості легування |
| topic_facet | зносостійка сталь дисперсійне нітридванадієве зміцнення триботехнічні механічні властивості легування wear-resistant steel dispersion vanadium nitride hardening tribotechnical mechanical properties alloying |
| url | https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/311 |
| work_keys_str_mv | AT šipicinsâ influenceofdispersionnitridevanadiumstrengtheningonthetribotechnicalandmechanicalpropertiesofhypereutectoidsteels AT novicʹkijvg influenceofdispersionnitridevanadiumstrengtheningonthetribotechnicalandmechanicalpropertiesofhypereutectoidsteels AT fedorovgê influenceofdispersionnitridevanadiumstrengtheningonthetribotechnicalandmechanicalpropertiesofhypereutectoidsteels AT stepanovatv influenceofdispersionnitridevanadiumstrengtheningonthetribotechnicalandmechanicalpropertiesofhypereutectoidsteels AT kirâkovanv influenceofdispersionnitridevanadiumstrengtheningonthetribotechnicalandmechanicalpropertiesofhypereutectoidsteels AT šipicinsâ vplivdispersíjnogonítridvanadíêvogozmícnennânatribotehníčnítamehaníčnívlastivostízaevtektoídnihstalej AT novicʹkijvg vplivdispersíjnogonítridvanadíêvogozmícnennânatribotehníčnítamehaníčnívlastivostízaevtektoídnihstalej AT fedorovgê vplivdispersíjnogonítridvanadíêvogozmícnennânatribotehníčnítamehaníčnívlastivostízaevtektoídnihstalej AT stepanovatv vplivdispersíjnogonítridvanadíêvogozmícnennânatribotehníčnítamehaníčnívlastivostízaevtektoídnihstalej AT kirâkovanv vplivdispersíjnogonítridvanadíêvogozmícnennânatribotehníčnítamehaníčnívlastivostízaevtektoídnihstalej |