САМОСМАЗЫВАЮЩИЙСЯ ГИБРИДНЫЙ КОМПОЗИТ WC/Y–TZP–AL2O3 С ДИСПЕРГИРОВАННЫМИ ЧАСТИЦАМИ СТАЛИ ГАДФИЛЬДА

10.25712/ASTU.1811-1416.2026.03.010

Аннотация

Гибридные композиты с керамической матрицей WC/Y–TZP–Al₂O₃ и дисперсными частицами стали Гадфильда были спечены, а затем испытаны при скоростях скольжения в диапазоне 7–37 м/с и контактном давлении
5 МПа. Использование кратковременного (10 мин) и низкотемпературного (1350 °С) спекания под давлением позволило получить композит, состоящий из зерен WC микронного размера, и керамических зерен из частично стабилизированного окисью иттрия поликристаллического тетрагонального диоксида циркония и оксида алюминия (Y–TZP–Al₂O₃) субмикронного размера, и равномерно распределенных зерен стали Гадфильда. Такая микроструктура обеспечила новые гибридные характеристики, сочетающие высокие значения твердости (~14.8 ГПа) и вязкости разрушения (~11 МПа×м^1/2) с эффективной трибохимической адаптацией композита в условиях высокоскоростного скольжения по стали. Композиты продемонстрировали низкий коэффициент трения и высокую износостойкость, за счет in-situ механохимического образования вольфраматов железа FeWO₄ и Fe₂WO₆ на поверхностях трения. Эти сложные оксиды включались в структуры подповерхностных областей, что обеспечивало эффект самосмазывания и самовосстановления при высокоскоростном скольжении.