УНИВЕРЗИТЕТ У КРАГУЈЕВЦУ  ФАКУЛТЕТ ИНЖЕЊЕРСКИХ НАУКА        Мр Блажа Ж. Стојановић  ТРИБОЛОШКО ПОНАШАЊЕ ХИБРИДНИХ  КОМПОЗИТА СА А356 МАТРИЦОМ    Докторска дисертација              Крагујевац, 2013.        УНИВЕРЗИТЕТ У КРАГУЈЕВЦУ  ФАКУЛТЕТ ИНЖЕЊЕРСКИХ НАУКА          Мр Блажа Ж. Стојановић    ТРИБОЛОШКО ПОНАШАЊЕ ХИБРИДНИХ  КОМПОЗИТА СА А356 МАТРИЦОМ    Докторска дисертација          Ментор,  Др Мирослав Бабић, ред. проф.    Крагујевац, 2013.  I.Аутор  Име и презиме:   Блажа Стојановић  Датум и место рођења:   03.09.1974., Крагујевац  Садашње запослење:   Асистент  Факултетa инжењерских наука Универзитета у Крагујевцу    II.Докторска дисертација  Наслов:   Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом  Број страница:  155  Број слика:   178  Број библиографских података:   148  Установа и место где је рад израђен  Факултет инжењерских наука Универзитета у Крагујевцу  Научна област (УДК):   620.176/178.3: 669.71  Ментор:  Др Мирослав Бабић, редовни професор, Факултет инжењерских наука Универзитета у Крагујевцу    III.Оцена и одбрана  Датум пријаве теме:  14.02.2011.  Број одлуке и датум прихватања  докторске дисертације:  01‐1/2138‐6 од 16.06.2011. год. Машински факултет  Универзитета у Крагујевцу  Комисија за оцену подобности теме  и кандидата:  1. Др  Мирослав  Бабић,  редовни  професор  Факултета  инжењерских наука Универзитета у Крагујевцу  2. Др Слободан Митровић,  ванредни професор Факултета  инжењерских наука Универзитета у Крагујевцу  3. Др Илија Бобић, виши научни сарадник, ИНН „Винча“  4. Др  Ненад  Марјановић,  редовни  професор  Факултета  инжењерских наука Универзитета у Крагујевцу   5. Др  Александар  Венцл,  ванредни  професор  Машинског  факултета у Београду.  Комисија за оцену  и одбрану  докторске дисертације:  1. Др Мирослав  Бабић,  редовни  професор  Факултета  инжењерских наука Универзитета у Крагујевцу  2. Др Слободан Митровић,  ванредни професор Факултета  инжењерских наука Универзитета у Крагујевцу  3. Др Илија Бобић, виши научни сарадник, ИНН „Винча“  4. Др  Ненад  Марјановић,  редовни  професор  Факултета  инжењерских наука Универзитета у Крагујевцу   5. Др  Александар  Венцл,  ванредни  професор  Машинског  факултета у Београду.  Датум одбране дисертације:                Ова  докторска  дисертација  представља  резултат  мог  вишегодишњег  интересовања  и  истраживања  из  области  трибологије.  Истовремено,  дисертација  је  резултат  истраживања  у  оквиру  пројекта  ТР  35021  „Развој  триболошких  микро/нано  двокомпонентних  и  хибридних  самоподмазујућих композита“ под руководством проф. др Мирослава Бабића.  Најпре желим да се захвалим ментору проф. др Мирославу Бабићу на указаном  поверењу,  несибичној  помоћи,  корисним  саветима  и  сугестијама  као  и  великој  подршци током израде дисертације.  Такође, желим да се захвалим члановима комисије, колегама и пријатељима са  Факултета који су саветима, сугестијама и личним ангажовањем дали велики  допринос докторској дисертацији.  На  крају,  желим  да  се  захвалим  својој  породици  на  бескрајној  подршци  и  стрпљењу током израде докторске дисертације.  Блажа Стојановић    ТРИБОЛОШКО ПОНАШАЊЕ ХИБРИДНИХ КОМПОЗИТА СА  А356 МАТРИЦОМ    Резиме  У  дисертацији  су  приказани  резултати  испитивања  триболошког  понашања  хибридних  композита  са  основом  од  алуминијумске  легуре  А356,  ојачаних  са  10%  масеног удела силицијум карбида величине 39 µm и 1, 3 и 5% масеног удела графита  величине  35  µm.  За  добијање  хибридних  композитних  материјала  изабран  је  нови  модификован  компокастинг  поступак  помоћу  кога  су  добијене  добре  механичке  карактеристике узорака.  Након  добијања  нових  материјала  приступило  се  њиховој  припреми  за  триболошка испитивања. Испитивања триболошких карактеристика су реализована  на компјутерски подржаном трибометру са “block on disc” контактном геометријом уз  варирање  релевантних  параметара  (нормалног  контактног  оптерећења,  брзине  клизања,  дужине  пута  клизања,  услова  остваривања  контакта).  Све  време  испитивања  мерена  је  ширина  трага  хабања  за  различите  путеве  клизања.  Истовремено уз помоћ новоформиране аквизиције мерени су и праћени коефицијент  трења  и  сила  трења.  Део  испитивања  је  намењен  добијању  кривих  хабања,  одређивању интензитета хабања и запремине похабаног материјала. Испитивања су  извршена у условима са и без подмазивања на узорцима са најбољим структурним,  механичким  и  антикорозионим  карактеристикама.  Такође  је  детаљно  испитана  микроструктура  испитиваних  хибридних  композита  применом  светлосне  и  СЕМ  микроскопије  (са ЕДС анализом).   Свеобухватном  анализом  резултата  утврђен  је  утицај  појединих  параметара  на  триболошко  понашање  хибридних  композита.  Потврђено  је  да  промена  масеног  удела  ојачивача  хибридних  композита  директно  утиче  на  њихове  механичке  и  триболошке карактеристике. Испитивања триболошких карактеристика хибридних  композита  у  лабораторијским  условима  показала  су  како  оптерећење,  брзина  клизања, пут клизања и подмазивање утичу на њихово триболошко понашање. СЕМ  микроскопијом  је  утврђено да  је при малим брзинама клизања основни механизам  хабања испитиваних материјала атхезионо хабање, а при већим брзинама клизања и  при већим оптерећењима абразивно хабање.   Овом  дисертацијом  је  учињен  покушај  да  се  утврди  и  објасни  утицај  садржаја  појединих  ојачивача  на  механичке  и  триболошке  карактеристике  хибридних  композита  са  А356  матрицом.  Добијене  одговарајуће  зависности  би  требало  да  употпуне  одговарајућа  триболошка  знања  везана  за  трибологију  хибридних  композитних  материјала  и  на  тај  начин  створе  услове  за  ширу  примену  ових  материјала у индустрији.    Кључне речи: хибридни композити, трибологија, трење, хабање, коефицијент трења       TRIBOLOGICAL BEHAVIOUR OF HYBRID COMPOSITES WITH  A356 MATRIX    Abstract  The dissertation presents  results of  tribological  testing of hybrid  composites based on  aluminium alloy A356, reinforced with 10% weight mass SiC of 39 µm size and 1, 3 and 5%  weight  percent  of  graphite  of  35  µm  size.  New  modified  compo‐casting  procedure  is  selected  for  fabrication  of  composite  materials  that  provided  good  mechanical  characteristics of samples.  After new materials had been made, their preparation for tribological testing was done.  Tribological  testing  was  realised  on  computer  supported  tribometer  with  block  on  disc  contact  geometry,  with  variation  of  relevant  parameters  (normal  contact  load,  sliding  velocity,  sliding  distance,  contact  conditions).  For  all  tests,  width  of  the  wear  track  was  measured,  for  different  sliding  distances.  Simultaneously,  friction  coefficient  and  friction  force were monitored  and measured,  by  using  newly  formed  acquisition  set.  Part  of  the  investigation  was  aimed  at  obtaining  wear  curves,  wear  intensity  determination  and  volume of the worn material. Testing was done under dry conditions and with lubrication,  on  samples  having  best  structural,  mechanical  and  anti‐corrosive  characteristics.  Also,  microstructure of the tested hybrid composites was investigated, by using optical and SEM  microscopy (with EDS analysis).  Comprehensive  analysis  of  results  enabled  determination  of  the  influences  of  specific  parameters  on  the  tribological  behaviour  of  hybrid  composites.  It  was  confirmed  that  changes  of  weight  percentage  of  reinforcement  constituents  have  direct  influence  on  mechanical  and  tribological  characteristics  of  the  hybrid  composites.    Investigations  of  tribological characteristics of hybrid composites in laboratory conditions showed the way  that  contact  load,  sliding  velocity,  sliding distance  and  lubrication  influenced  tribological  behaviour  of  the  material.  SEM microscopy  showed  that  under  low  sliding  speed,  main  wear mechanism was  adhesive wear  and under  the higher  sliding  speeds  and under  the  higher loads, it was abrasive wear.  This  dissertation  represents  the  effort  to  determine  and  explain  the  influence  of  the  particular  reinforcement  content  on  the  mechanical  and  tribological  characteristics  of  hybrid  composites  with  A356  matrix.  Obtained  appropriate  dependencies  should  contribute to the relevant tribological knowledge related to tribology of hybrid composite  materials thus creating conditions for wider application of these materials in industry.      Keywords: hybrid composite, tribology, friction, wear, friction coefficient     САДРЖАЈ    1. Увод  ............................................................................................................................................................... 1  2. Композитни материјали са основом од легуре алуминијума ............................................ 4    2.1. Композитни материјали ........................................................................................................... 4    2.2. Композитни материјали са металном основом ............................................................. 5    2.3. Композитни материјали са алуминијумском основом ............................................... 5      2.3.1. Типови композита са алуминијумском матрицом ............................................ 7      2.3.1.1. Композити са алуминијумском матрицом ојачани делићима ................. 7      2.3.1.2. Композити са алуминијумском матрицом ојачани кратким   влакнима и вискерима .............................................................................................................................. 7      2.3.1.3. Композити са алуминијумском матрицом ојачани дугим  (континуалним) влакнима ..................................................................................................................... 8      2.3.1.4. Композити са алуминијумском матрицом ојачани једноструким  влакнима ......................................................................................................................................................... 8    2.4. Поступци добијања композитних материјала са алуминијумском основом ... 9      2.4.1. Процеси обраде у чврстом стању .............................................................................. 9      2.4.1.1. Технологија металургије праха ............................................................................. 9      2.4.1.2. Дифузиона метализација ....................................................................................... 10      2.4.1.3. ВДТ метода (метода напаривања површина) .............................................. 10      2.4.2. Процеси обраде у течном стању ............................................................................. 11      2.4.2.1. Поступак ливење мешањем (stir casting) ....................................................... 11      2.4.2.2. Поступак ливење гњечењем (squeeze casting) ............................................. 11      2.4.2.3. Спреј поступак (spray casting) .............................................................................. 12      2.4.2.4. Реактивни (In situ) процеси .................................................................................. 12    2.5. Примена композита са алуминијумском основом ..................................................... 13      2.5.1. Примена MMC код аутомобила  ............................................................................... 14      2.5.2. Примена ММC у осталим областима  .................................................................... 19  3. Преглед истраживања у области алуминијумских хибридних композита .............. 20    3.1. Хибридни композити .............................................................................................................. 20    3.2. Преглед истраживања хибридних композита са ал. матрицом ..................         21    3.3. Преглед основних карактеристика хибридних композита са   алуминијумском матрицом ................................................................................................................. 37  4. Поступак добијања хибридних композита са основом од легуре алуминијума  .... 40    4.1. Избор одговарајућег поступка за добијање хибридних композита ................. 40    4.2. Поступак добијања хибридних композита са основом од A356 легуре  алуминијума уз додатак 10 мас. % честица SiC и 1, 3 и 5 мас. % честица графита .... 41  5. Испитивање триболошких карактеристика хибридних композита ........................... 46    5.1. Опрема за испитивање триболошких карактеристика  ......................................... 46    5.2. Мерни систем  ............................................................................................................................. 47    5.3. Контактни елементи  .............................................................................................................. 53    5.4. Микрогеометрија контактних површина  .................................................................... 54    5.5. План триболошких испитивања ........................................................................................ 55    5.6. СЕМ микроскопија .................................................................................................................... 57  6. Резултати триболошких испитивања ........................................................................................ 59    6.1. Испитивања без подмазивања ........................................................................................... 59      6.1.1. Крива хабања и интензитет хабања ..................................................................... 59      6.1.2. Коефицијент трења ...................................................................................................... 75    6.2. Испитивања са подмазивањем ........................................................................................... 79      6.2.1. Крива хабања и интензитет хабања ..................................................................... 79      6.2.2. Коефицијент трења ...................................................................................................... 94  7. Анализа резултата ............................................................................................................................... 98    7.1. Анализа резултата без подмазивања  ............................................................................. 98      7.1.1. Утицај пута клизања на хабање .............................................................................. 98      7.1.2. Утицај садржаја графита на хабање ................................................................... 100      7.1.3. Утицај брзине клизања и нормалног оптерећења на хабање ................ 100      7.1.4. Утицај пута клизања на коефицијент трења .................................................. 105      7.1.5. Утицај брзине клизања и нормалног оптерећења на коефицијент   трења       ...................................................................................................................................................... 106    7.2. Анализа резултата са подмазивањем ........................................................................... 111      7.2.1. Утицај пута клизања на хабање ............................................................................ 111      7.2.2. Утицај садржаја графита на хабање ................................................................... 113      7.2.3. Утицај брзине клизања и нормалног оптерећења на хабање ................ 113      7.2.4. Утицај пута клизања на коефицијент трења .................................................. 117      7.2.5. Утицај брзине клизања и нормалног оптерећења на коефицијент   трења       ...................................................................................................................................................... 119    7.3. Анализа резултата узорака на основу СЕМ микроскопије и ЕДС‐а  ................. 122  8. Закључак ................................................................................................................................................ 127  9. Литература ............................................................................................................................................ 132   Прилог ........................................................................................................................................................ 141      Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 1    1     УВОД    Пооштравање  конструкционих  захтева  са  аспекта  повећања  радног  века  и  смањења  масе,  а  самим  тим  и  цене  производа,  иницирало  је  развој  и  примену  нових  материјала.  Повећано  коришћење  композитних  материјала  (композита)  је,  пре  свега,  условљено  њиховим  физичко‐механичким  и  триболошким  својствима  која  су  боља  у  поређењу  са  својствима основног материјала.   Захваљујући  својим  добрим  карактеристикама,  као  што  су  мања  густина,  добра  термичка  проводљивост  и  отпорност  на  корозију,  релативно  ниска  цена  производње  и  добра  могућност  рециклирања  алуминијум  и  његове  легуре  се  најчешће  користе  као  основа  композита.  Побољшање  триболошких  и  механичких  карактеристика  алуминијумских композита врши се додавањем одговарајућих ојачивача и побољшивача.  Композити  са  алуминијумском  основом  се  користе  као  замена  за  стандардне  материјале,  ливено  гвожђе  и  сиви  лив.  Они  се  налазе  све  већу  примену  у  авионској,  аутомобилској,  космичкој,  електронској и  војној индустрији.  Са  годишњом стопом раста  производње од 6 % композити са металном матрицом представљају врло интересантне и  перспективне  материјале.  Захваљујући  повећању  производње  и  великом  степену  рециклаже  (˃90%),  долази  до  смањења  цене  материјала  и  повећања  области  примене.  Тренд  развоја  нових  материјала,  последњих  година,  огледа  се  у  развоју,  испитивању  и  примени  хибридних  композита  са  алуминијумском  основом.  Хибридни  композити  су  композити  код  којих  постоје  две  или  више  врста  или  облика  ојачивача  и/или  побољшивача.   У  оквиру  докторске  дисертације  извршено  је  испитивање  триболошких  карактеристика  хибридних  композита  са  основом  од  Al‐Si  (A356)  легуре.  Као  ојачивачи  коришћени  су  силицијум‐карбид  (SiC)  и  графит  у  одговарајућем  масеном  уделу.  За  добијање хибридних композита коришћен је модификован компокастинг поступак.   Основни  задатак  се  састоји  у  одређивању  утицаја  садржаја  појединих  ојачивача  на  механичка  и  триболошка  својства  композита  и  успостављање  одговарајуће  зависности.  Поред тога потребно  је одредити утицај радних услова, односно утицај брзине клизања,  нормалног оптерећења, дужине пута клизања и подмазивања на триболошко понашање  испитиваних  материјала.  На  основу  СЕМ  анализе  дефинисани  су  механизми  хабања  за  различите услове хабања и различите структуре композитних материјала.  Свеобухватна  анализа  триболошког  понашања  хибридних  материјала  доводи  до  стварања  најбоље  комбинације  ојачивача  при  формирању  одговарајућег  хибридног  композита како у условима са подмазивањем, тако и у условима без подмазивања.  На  основу  унапред  дефинисаних  хипотеза,  задатака  и  циљева  приступило  се  реализацији  испитивања,  чији  су  резултати  представљени  кроз  неколико  поглавља.  У  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 2    другом  поглављу  дате  су  основне  информације  о  композитним материјалима.  Тежиште  истраживања се односи на композитне материјале са металном, односно алуминијумском  основом.  Приказане  су  њихове  дефиниције,  као  и  основне  предности  ових  материјала.  Поред детаљног описа композитних материјала са алуминијумском основом, приказани су  и најбитнији поступци добијања композитних материјала. На крају поглавља приказана је  могућност  примене  композитних  материјала  са  алуминијумском  основом  са  тежиштем  примене у аутомобилској индустрији.  Предмет истраживања представљају хибридни композити чије су дефиниција и опште  карактеристике дате у трећем поглављу. У овом поглављу дат је детаљан приказ прегледа  истраживања хибридних композита са основом од легуре алуминијума ојачане силицијум‐ карбидом и  графитом. Преглед истраживања  се односи на  анализу добијених резултата  триболошких и механичких карактеристика хибридних композита. На крају су табеларно  приказана триболошка испитивања Al‐SiC‐Gr хибридних композита.  Анализом поступака добијања хибридних композита у погледу њихових триболошких  и  механичких  карактеристика,  долази  се  до  избора  одговарајућег  поступка  за  израду  хибридних  композита.  Као  оптималан  и  задовољавајући  поступак  израде  изабран  је  компокастинг  поступак.  Однос  квалитета  и  цене  добијених  хибридних  композита  је  најбољи  код  овог  поступка.  Опис  самог  поступка  и  процеса  добијања  хибридних  композита приказан је детаљно у четвртом поглављу. Варирањем одговарајућег масеног  садржаја  ојачивача  добијени  су  различити  хибридни  композити.  Приказ  њихових  механичких карактеристика и металографске структуре дате су у истом поглављу.  На  основу  изабраног  поступка  и  добијених  хибридних  композита  са  основом  легуре  А356  и  различитим  садржајем  ојачивача,  приступа  се  испитивању  триболошких  карактеристика датих композита. Најпре је извршен избор одговарајућег трибометра, као  и  режима  испитивања  у  погледу  оптерећења,  брзине  клизања  и  пута  клизања,  који  су  представљени у петом поглављу. За триболошка испитивања дефинисан је одговарајући  мерни  систем.  Истовремено  је  извршена  калибрација  одговарајуће  мерне  опреме  и  направљена  је  одговарајућа  нова  апликација  за  праћење  фрикционих  карактеристика.  Испитивања  су  вршена  са  и  без  подмазивања  на  основу  унапред  дефинисаног  плана  експеримента. У истом поглављу су приказани сви уређаји и опрема која је коришћена при  испитивању.  Резултати  испитивања  триболошких  и  фрикционих  карактеристика  добијених  хибридних композита приказани су у следећем поглављу. Ради лакше анализе добијених  резултата  праћене  су  и  мерене  ширине  трагова  хабања  у  различитим  временским  интервалима,  за  различите  путеве  клизања  и  за  дате  вредности  су  конструисане  одговарајуће криве хабања. На основу ширине трагова хабања израчунате су и одређене  запремине похабаног материјала, као и интензитет хабања за различите путеве клизања,  брзине  клизања  и  оптерећења.  Такође,  истовремено  су  праћене  и  фрикционе  карактеристике  у  виду  силе  трења,  односно  коефицијента  трења.  Сви  приказани  резултати  су  добијени  на  трибометру  са  “block  on  disc“  контактном  геометријом  у  условима са и без подмазивања. На крају поглавља су приказане и слике трагова хабања,  добијене помоћу СЕМ микроскопа.   Анализа  добијених  резултата  приказана  је  у  седмом  поглављу.  Ради  лакше  анализе  извршено  је упоређивање добијених резултата за исте услове испитивања. Анализирана  је  запремина  похабаног  материјала,  интензитет  хабања,  као  и  коефицијент  трења  у  условима  са  и  без  подмазивања.  Поред  тога  анализиран  је  и  утицај  масеног  удела  ојачивача на триболошке и фрикционе карактеристике композитних материјала. Утицај  радних  услова,  односно  утицај  брзине  клизања,  нормалног  оптерећења  и  дужине  пута  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 3    клизања  на  величину  хабања  детаљно  су  анализирани  у  овом  поглављу.  Интензитет  хабања  и  коефицијент  трења  испитиваних  материјала  приказани  су  у  зависности  од  брзине  клизања  и  нормалног  оптерећења  и  апроксимирани  одговарајућим  експоненцијалним  зависностима  и  кривама.  СЕМ  и  ЕДС  анализа  трагова  хабања  композитних материјала показује који физички и хемијски процеси настају у контакту и  који су главни механизми хабања.    На основу целокупне анализе приказани су и изабрани одговарајући материјали који  поседују  најбоље  фрикционе  и  триболошке  карактеристике,  како  у  условима  без  подмазивања, тако и у условима подмазивања.    Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 4  2     КОМПОЗИТНИ МАТЕРИЈАЛИ СА ОСНОВОМ ОД ЛЕГУРЕ АЛУМИНИЈУМА    2.1. Композитни материјали    Развој  нових  материјала  је  област  у  коју  се  данас  највише  улаже.  Композитни  материјали  постоје  и  користе  се  већ  хиљадама  година.  Мало  је  познато  да  дрво  представља природни композит у коме лигнит повезује дуга влакна целулозе. У ову врсту  материјала  спадају  и  цигла,  а  такође  и  бетон,  састављен  од  честица  песка  или шљунка  сједињених помоћу цемента. Први савремени композитни материјали су они са стакленим  влакнима,  произведени  касних  четрдесетих  година  прошлог  века.  Они  су  још  увек  најчешће коришћени и чине 65 % свих композита који се данас производе [1,2].  Композити  као  релативно  нови материјали  још  увек  немају  универзално  прихваћену  дефиницију.  Композитни  материјали  настају  сједињавањем  два  или  више  различита  материјала.  Полазни  материјали  имају  међусобно  различите  особине  а  њихов  спој  даје  потпуно нов материјал. Он има јединствена, сасвим нова и другачија својства у односу на  саставне  компоненте.  Циљ  је  да  се  побољшају  структурне,  триболошке,  термичке,  хемијске  или  неке  друге  карактеристике  појединачних  материјала.  Компоненте  се  међусобно  не мешају,  нити  растварају  тако  да  се  унутар  композита  јасно  разликују  две  или више фаза.   Једна фаза названа  ојачивачем,  даје  јачину и  тврдоћу. Друга  се  назива матрицом или  везивом и она окружује и држи заједно групе влакана или фрагменте ојачивача.  Конституенти  композита  могу  бити  разнородни  материјали:  неметали,  керамике,  метали, полимери. Од њихових особина,  заступљености, расподеле и везивања зависиће  својства  новонасталог  материјала.  Све  композите  карактеришу  неке  заједничке  одлике  које их чине посебним и издвајају од других материјала: велика  јачина и крутост  ‐ могу  бити  јачи од челика, мала  густина и маса,  отпорност на корозију и  високе температуре,  хемијска инертност, могућност обраде и обликовања у разноврсне облике, издржљивост и  постојаност [1,2,3].  Побољшане  особине  композитних  материјала  пружају  могућност  њихове  широке  примене.  У  последњим  деценијама  направљено  је  мноштво  нових  са  неким  изузетно  корисним особинама. Пажљивим избором материјала ојачивача и матрице и производног  процеса  којим  се  они  спајају,  могу  се  добити  композити  са  својствима  потребним  за  специјалне примене.         Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 5  2.2. Композитни материјали са металном основом    У  суштини  композити  се  састоје  из  основе  (матрице),  чији  је  садржај  знатно  већи  у  односу  на  остале  материјале  и  ојачивача  тј.  материјала  чијим  се  додавањем  постижу  жељена  својства  композита.  Основа,  односно матрица може  бити метална,  полимерна и  керамичка  (Сл.  1).  Када  је  матрица  метална  онда  је  реч  о  композитима  са  металном  матрицом  (MMC  –  metal  matrix  composite),  ако  је  матрица  полимерна,  композити  са  полимерном  матрицом  (PMC  –  polymer  matrix  composite)  и  ако  је  матрица  керамичка,  композити са керамичком матрицом (CMC – ceramic matrix composite) [4‐6].    Слика 2.1. Подела композита  Када  је  реч  о  композитима  са  металном  матрицом  као  основа  највише  се  користи  алуминијум  и  његове  легуре.  Алуминијум  и  његове  легуре  могу  прихватити  разне  ојачиваче  и  побољшиваче.  Алуминијумски  композити  имају  читав  низ  позитивних  особина као што су: мала густина, добра термичка проводљивост и отпорност на корозију.  Међутим алуминијумске легуре имају и одређене недостатке у виду већег коефицијента  термичког  ширења  и  неадекватних  триболошких  карактеристика.  Повећање  крутости,  чврстоће, отпорности на замор као и побољшање триболошких карактеристика постиже  се  додавањем  одговарајућих  ојачивача  и  побољшивача  и  формирањем  алуминијумских  композита. Као ојачивачи најчешће се користе SiC, Аl2О3 и графит.  Утицај  SiC,  Аl2О3  и  графита  на  триболошке  и  механичке  карактеристике  је  различит.  Повећањем  масеног  или  запреминског  удела  SiC  и  Аl2О3  повећавају  се  механичке  карактеристике,  а повећањем масеног или  запреминског  удела  графита побољшавају  се  триболошке  карактеристике  композита.  Комбиновањем  одговарајућег  удела  ова  два  материјала добијају се оптималне вредности триболошких и механичких карактеристика  материјала[4‐6].    2.3 Kомпозитни материјали са алуминијумском основом     У  композитима  са  алуминијумском матрицом  један  од  конституената  је  алуминијум/  легура  алуминијума  који  формира  мрежу  која  се  прожима  и  назива  се  матрица.  Други  конституент је уметнут у ову матрицу од алуминијума/ легуре алуминијума и служи као  ојачање,  углавном  није  метални  већ  је  керамички  (SiC  и  Аl2О3).  Особине  композита  са  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 6  алуминијумском матрицом могу се мењати променом природе конституената и њиховог  процентуалног садржаја [4‐9].  Основне предности  композитних материјала  са  алуминијумском основом  у  односу на  материјале без ојачања су следеће:  •  већа чврстоћа,  •  повећана крутост,  •  смањена густина (тежина),  •  побољшане перформансе на високим температурама,  •  контрола коефицијента термичког ширења,  •  контрола температуре (загревања),  •  побољшана и прилагођена електрична проводљивост,  •  повећана отпорност на абразију и хабање,  •  контролисана маса (посебно код уређаја који врше клипно кретање),  •  повећана могућност амортизације.  Ове предности се могу и бројчано изразити ради бољег разумевања. На пример, модул  еластичности  чистог  алуминијума  може  се  повећати  са  70  GPa  на  240  GPa  ојачавањем  континуалним  алуминијумским  влакнима  чији  ће  процентуални  садржај  бити  60%.  Са  друге  стране,  са  убацивањем  алуминијумских  влакана  процентуалног  садржаја  од  60%  коефицијент термичког ширења се смањује. Такође, могу се произвести SiC композити са  процентуалним садржајем Аl од 9% и Si од 20% чија је отпорност на хабање једнака или  боља од  отпорности  сивог лива.  Сви ови примери показују да  је могуће изменити више  технолошких особина алуминијума односно легуре алуминијума за више од два три реда  величине инкорпорацијом одговарајућег процентуалног садржаја подесних ојачивача [4].  Композити  са  алуминијумском  матрицом  нуде  комбинацију  карактеристика  (профил  карактеристика) са којом се ни један постојећи монолитни материјал не може надметати.  Током  година,  композити  са  алуминијумском матрицом  испробавани  су  и  коришћени  у  различитим  конструкционим,  неконструкционим  и  функционалним  уређајима  у  различитим  областима  инжењерства.  Подстицај  за  коришћење  композита  са  алуминијумском матрицом у овим областима заснива се на побољшаним особинама ових  материјала,  њиховој  економичности  и  улози  у  очувању  животне  средине.  Кључне  предности  композита  са  алуминијумском матрицом  у  транспортној  индустрији  су мања  потрошња  горива,  смањена  бука и  емисија штетних  честица.  Са  порастом броја  строгих  закона по питању заштите животне средине и нагласком на смањење потрошње горива,  употреба композита са алуминијумском матрицом биће пожељна и неизбежна у области  транспорта у будућности.  Композити са алуминијумском матрицом би требало да замене монолитне материјале  укључујући  легуре  алуминијума,  легуре  гвожђа,  легуре  титанијума,  и  композите  са  полимерском матрицом у неколико области њихове примене. Познато  је, да  је потребно  редизајнирати  читав  систем  како  би  се  додатно  смањила  тежина  и  запремина  да  би  се  употреба композита  са  алуминијумском основом као  замене  за монолитне материјале  у  инжењерским  системима  раширила.  Заправо  судећи  према  британском  Саветодавном  већу по питањима науке и технике, на композите са алуминијумском матрицом може се  гледати  као  на  замену  за  већ  постојеће  материјале,  али  са  побољшаним  карактеристикама, или као на средство које ће омогућити радикалне промене у дизајну  система  или  производа.  Шта  више,  коришћењем  облика  готово  идентичног  мрежи  и  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 7  техника  селективног  постављања  ојачивача  композити  са  алуминијумском  матрицом  могу  понудити  економски  исплатива  решења  за  многобројне  комерцијалне  области  примене.    2.3.1.  Типови композита са алуминијумском матрицом  Композити са алуминијумском матрицом могу се поделити у четири групе у зависности  од врсте ојачивача[4]:  (а)  Алуминијумски MMC ојачани делићима  (б)  Алуминијумски MMC ојачани вискерима или кратким влакнима  (ц)  Алуминијумски MMC ојачани дугим (континуалним) влакнима  (д)  Алуминијумски MMC ојачани једноструким влакнима    2.3.1.1. Композити са алуминијумском матрицом ојачани делићима  Ови композити најчешће садрже керамичке ојачиваче правилног облика чији  је однос  дужине  и  ширине  мањи  од  5.  Керамички  ојачивачи  су  углавном  оксиди,  карбиди  или  бориди  (Аl2О3  или  SiC  или  TiB2)  и њихов  процентуални  садржај  је  мањи  од  30%  ако  се  користе у конструкционе сврхе или са циљем да се повећа отпорност на хабање. Али ако  се  користе  у  електронским  конструкцијама  процентуални  удео  ојачивача  може  бити  и  70%. Ови композити  се  углавном производе или обрадом у чврстом стању  (технологија  металургије праха) или обрадом у течном стању (вортекс поступак, инфилтрација и in situ  технологије).  Алуминијумски  MMC  ојачани  делићима  су  јефтинији  од  алуминијумских  MMC ојачаних дугим влакнима. Механичке карактеристике алуминијумских MMC ојачаних  делићима  су  лошији  у  поређењу  са  алуминијумским MMC ојачаним вискерима,  кратким  влакнима  и  континуалним  влакнима,  али  су  далеко  бољи  у  поређењу  са  неојачаним  легурама  алуминијума.  Ови  композити  су  изотропне  природе  и  могу  се  подвргнути  различитим  процесима  секундарног  обликовања  укључујући  ковање,  истискивање  и  намотавање.  На  слици  2.2а  приказана  је  микроструктура  ливеног  композита  са  алуминијумском  матрицом  са  високим  процентуалним  садржајем  (40%)  ојачивача  у  облику делића SiC.    2.3.1.2. Композити са алуминијумском матрицом ојачани кратким влакнима и  вискерима    Ови композити  садрже ојачиваче  чији  је  однос дужине и ширине већи од 5,  али нису  континуални.  Један  од  првих  израђених  и  најчешће  коришћених  композита  са  алуминијумском основом у изради клипова је композит са алуминијумском матрицом која  је  ојачана  кратким  алуминијумским  влакнима.  Овај  композит  произведен  је  поступком  ливење гњечењем (squeez casting). На слици 2.2б приказана је микроструктура композита  са алуминијумском матрицом ојачаног кратким влакнима. Композити ојачани вискерима  се  производе  или  помоћу  технологије  металургије  праха  или  помоћу  методе  инфилтрације  ојачивача  током  усмереног  очвршћавања.  Механичке  карактеристике  композита  ојачаних  вискерима  су  боље  од  механичких  карактеристика  композита  ојачаних  делићима  или  кратким  влакнима.  Али,  вискери  престају  да  се  користе  као  ојачивачи  због  уочених  последица  које  могу  имати  по  здравље.  Особине  композита  са  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 8  алуминијумском  матрицом  ојачаних  кратким  влакнима  су  по  квалитету  негде  између  особина оних ојачаних делићима и континуалним влакнима.    2.3.1.3.  Композити  са  алуминијумском  матрицом  ојачани  дугим  (континуалним) влакнима  Код ове врсте композита ојачивачи  су у облику континуалних влакана  (алуминијума,  SiC, или угљеника) чији је пречник мањи од 20 µm. Ова влакна могу бити паралелна или  претходно проткана‐упредена пре производње композита. Композити са алуминијумском  матрицом са процентуалним садржајем влакана до 40% производе се ливењем гњечењем  (squeez  casting)  поступком.  Композити  са  процентуалним  садржајем  алуминијумских  влакана  (континуалних  влакана)  од  60%  имају  затезну  чврстоћу  од  1500  МPа  и  модул  еластичности  од  240  GPa.  Овај  композит  је  произведен  путем  методе  инфилтрације  ојачивача  током  усмереног  очвршћавања.  На  слици  2.2ц  приказана  је  микроструктура  композита са алуминијумском матрицом ојачаног континуалним влакнима.  Слика 2.2. Микроструктуре композита са алуминијумском матрицом    2.3.1.4.  Композити  са  алуминијумском  матрицом  ојачани  једноструким  влакнима    Једнострука  влакна  су  влакна  великог пречника  (100‐150 µm) и  углавном  се  добијају  CVD поступком увођење SiC или бора (B) у срж угљеничног влакна или волфрамских жица.  Флексибилност при савијању  једноструких влакана  је слаба у поређењу са вишеструким  влакнима.  Композити  са  алуминијумском  матрицом  ојачани  једноструким  влакнима  б) д) ц) а) Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 9  добијају  се  путем  дифузионе  метализације  и  ограничени  су  на  употребу  матрица  од  алуминијумских легура са изузетним особинама пластичности.  Код композита  са  алуминијумском матрицом ојачаних континуалним и  једноструким  влакнима  главни  носилац  оптерећења  је  ојачање,  а  улога  матрице  је  да  међусобно  повезује влакна и делује као посредник који преноси и распоређује спољна оптерећења на  влакна. Код ових врста композита запажена је особина усмерености. Ове врсте композита  карактерише  слаба  снага  у  правцу  нормалном  на  правац  простирања  влакана.  Код  композита ојачаних делићима и вискерима главни носилац оптерећења је матрица. Улога  ојачања је да оснажи и очврсне композит механичким спречавањем деформације матрице.  Поред  ова  четири  типа  композита  са  алуминијумском  матрицом  произведена  је  и  донекле  је  ушла  у  употребу  још  једна  варијација  позната  као  хибридни  композити  са  алуминијумском  основом.  Хибридни  композити  са  алуминијумском  основом  у  суштини  садрже  више  од  једног  типа  ојачивача.  На  пример,  мешавину  вискера  и  делића,  или  мешавину  влакана  и  делића,  или  мешавину  тврдих  и  меких  ојачивача.  Композит  са  алуминијумском матрицом који садржи мешавину угљеничних влакана и алуминијумских  делића  и  који  се  користи  за  производњу  цилиндричних  димњачких  цеви  је  пример  хибридног композита. На слици 2.2д приказана је микроструктура хибридног композита  са  алуминијумском  матрицом  који  садржи  тврде  SiC  и  меке  графитне  делиће  као  ојачиваче.    2.4. Поступци добијања композитних материјала са алуминијумском основом     Основни  начини  производње  композита  са  алуминијумском  матрицом  на  индустријском нивоу могу се сврстати у две групе[1,2,4].  (1)  Процеси обраде у чврстом стању  (2)  Процеси обраде у течном стању.  У  процесе  обраде  у  чврстом  стању  спадају  технологија металургије  праха,  дифузиона  метализација,  ВДТ  метода  (метода  напаривања  површина).  Процеси  обраде  у  течном  стању укључују ливење мешањем (stir casting) поступак, компокастинг, ливење гњечењем  (squeeze  casting),  спреј  поступак  (spray  casting)  и  реактивни  (in  situ)  поступак.  Избор  начина производње зависи од многих фактора као што су тип и ниво оптерећења ојачања  и  жељени  степен  микроструктуралног  интегритета.  У  табели  2.1  приказана  је  практичност  различитих  примарних  процеса  у  производњи  различитих  типова  композита са алуминијумском матрицом. Из табеле 2.1 се може видети да је могуће кроз  различите  процесе  произвести  композит  са  алуминијумском  матрицом  одређених  карактеристика (са истом комбинацијом матрице и ојачивача).    2.4.1.  Процеси обраде у чврстом стању    2.4.1.1. Технологија металургије праха  Сједињавање праха легуре алуминијума са честицама керамичких кратких влакана или  вискера  је  вишеструко корисна метода израде композита  са  алуминијумском матрицом.  Ово  сједињавање  може  се  вршити  на  суво  или  у  течној  суспензији.  Сједињавање  је  углавном  праћено  хладним  компресовањем,  облагањем,  ослобађањем  од  гаса  и  фазом  консолидације на високим температурама као што је пресовање под сталним притиском  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 10  или  екструзија.  Композити  са  алуминијумском  матрицом  добијени  у  технологији  металургије  праха  садрже  честице  оксида  у  облику  плочастих  честица  дебљине  од  неколико десетина nm, и чији процентуални удео варира од 0.05 до 0.5 у  зависности од  историје праха и услова под којима се процес обраде вршио. Ове фине честице оксида се  често  понашају  као  агенти  дисперзионог  ојачања  и  имају  велики  утицај  на  особине  матрице, посебно приликом термичке обраде.  Табела 2.1. Избор поступка производње композита у зависности од типа ојачивача[4].  Типови  алуминијумских MMC  Технологија  металургије  праха  Дифузиона  метализација ВДТ  метода  Ливење  мешањем  (stir casting)  Ливење  гњечењем  (squeeze  casting)  Спреј  поступак  (spray  casting) Реактивни (in situ)  поступак  Алуминијумски  MMC ојачани  континуалним  влакнима  није у  употреби  није у  употреби  у  употреби није у  употреби  у употреби  није у  употреби   Алуминијумски  MMC ојачани  једноструким  влакнима  није у  употреби  у употреби  у  употреби није у  употреби  генерално  није у  употреби  у  употреби није у  употреби  Алуминијумски  MMC ојачани  делићима  у употреби  није у употреби  у  употреби у употреби  у употреби  у  употреби у употреби Алуминијумски  MMC ојачани  вискерима/  кратким  влакнима  у употреби  није у употреби  у  употреби генерално  није у  употреби  генерално  није у  употреби  у  употреби није у  употреби    2.4.1.2. Дифузиона метализација    Композити са алуминијумском матрицом ојачани једноструким влакнима се углавном  производе путем дифузионе метализације (слој метала – влакно ‐ слој метала) или испа‐ равањем  релативно  дебелих  слојева  алуминијума  са  површине  влакна.  Алуминијумски  композити са Al‐борним влакнима (Al 6061) производе се путем дифузионе метализације  по  принципу  слој  метала  –  влакно  ‐  слој  метала.  Али  овај  процес  се  чешће  користи  за  производњу  композита  са  ојачивачима  на  бази  титанијума  (Ti).  Овај  процес  је  компли‐ кован,  доводи  до  великог  процентуалног  садржаја  влакана  и  тешко  је  равномерно  распоредити  влакна.  Овај  процес  није  погодан  за  производњу  комплексних  облика  и  компонената.    2.4.1.3. ВДТ метода (метода напаривања површина)     Овај  процес  обухвата непрекидни пролазак  влакана кроз  област  високог парцијалног  притиска метала који се растапа, при чему долази до кондензације у току које се ствара  релативно дебела облога на влакну. Пара се производи управљањем електронског зрака  велике  снаге на  крај  чврсте полуге  сировине.  Типична брзина формирања наслаге  је  од   5‐10 µm у минуту. Производња композита се углавном завршава сакупљањем обложених  влакана у сноп или њиховим праволинијским ређањем и консолидацијом у врућој преси  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 11  или под сталним притиском. Овом техником могу се произвести композити са правилним  распоредом влакана и њиховим процентуалним садржајем до 80% .    2.4.2. Процеси обраде у течном стању    2.4.2.1. Поступак ливење мешањем (stirr casting)     Овај поступак укључује инфилтрацију керамичких честица у течни растоп алуминијума  и  солидификацију  ове  мешавине.  При  томе  је  кључно  обезбедити  добру  квашљивост  честица  ојачивача  у  течном  растопу  легуре  алуминијума.  Вортекс  поступак  укључује  инфилтрацију  претходно  обрађених  керамичких  честица  у  вртлог  растопљене  легуре  створен  помоћу  ротирајуће  лопатице.  Лојд  (1999)  пише  да  су  вортекс  поступак  за  производњу  композита  са  алуминијумском  матрицом  ојачаних  керамичким  честицама  осмислили  Сурапа  и  Рохатги  (1981)  на  Индијском  Институту  за  Науку.  Након  тога  неколико  компанија  које  се  баве  производњом  материјала  на  бази  алуминијума  је  побољшало  и  модификовало  процес  који  се  сада  користи  у  производњи  великог  броја  композита  са  алуминијумском  матрицом.  Микроструктуралне  нехомогености  могу  довести до значајног нагомилавања честица и њихове седиментације у растопу, а сходно  томе  и  касније  приликом  солидификације.  Нехомогена  дистрибуција  ојачивача  у  овим  ливеним  композитима  може  бити  проблематична  и  због  интеракције  суспендованих  честица  и  променљиве  чврсто‐течне  додирне  површине  у  процесу  солидификације.  Генерално је могуће инфилтрирати до 30% керамичких честица на простору од 5‐100 µm  у велики број растопљених легура алуминијума. Емулзија растопа и керамичких честица  може  се  пре  потпуне  солидификације  преместити  у  обликовани  калуп  или  се  може  солидификовати  у  облику  штапа  како  би  касније  могла  поново  да  се  загреје  до  емулзионог  облика  за  потребе  даље  обраде  као  што  је  ливење  под  притиском.  Овај  поступак није погодан за инфилтрацију субмикронских керамичких честица или вискера.  Још  једна  варијација  поступка  ливења  мешањем  је  компокастинг.  При  овом  поступку  керамичке  честице  се  инфилтрирају  у  легуру  у  полуочврслом  стању  [1,2,3].  Детаљан  приказ компокастинг поступка дат је у четвртом поглављу.    2.4.2.2. Поступак ливење гњечењем (squeeze casting)     Течном  легуром  алуминијума  испуњавају  се  све  поре  и  канали  претходно  припремљених  порозних  предформи  континуалних  влакана,  кратких  влакана,  вискера  или честица да би се произвели композити са алуминијумским матрицама. У зависности  од природе ојачивача и њиховог процентуалног садржаја инфилтрација растопа може се  вршити под притиском и у вакууму, али не мора. Композити са алуминијумском матрицом  у којима процентуални садржај ојачивача варира од 10‐70 % могу се произвести помоћу  различитих техника инфилтрације. Како би предформа остала целовита и задржала свој  облик  често  је  потребно  користити мешавине  са  Si  или Al  основом као  везивне метале.  Присутност неког нивоа порозности и варијације у процентуалном садржају ојачивача у  различитим  деловима  често  су  запажани  у  композитима  са  алуминијумском  матрицом  добијеним овим путем. Распрострањена је употреба ове методе у производњи композита  са  алуминијумском  матрицом  ојачаних  континуалним  влакнима,  кратким  влакнима,  вискерима или честицама[1,2,3].  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 12     2.4.2.3. Спреј поступак (spray casting)     Постоје две различите врсте техника у оквиру ове методе у зависности од тога да ли  млаз  капљица  долази  из  корита  у  коме  се  налази  већ  растопљен  материјал  (О‐спреј  процес)  или  настаје  непрестаним  убацивањем  хладног  метала  у  зону  брзог  повећања  температуре (процес термалног распршивача). Овај процес детаљно је проучаван у сврхе  произвођења  композита  са  алуминијумском  матрицом  убризгавањем  керамичких  честица, вискера или кратких влакана у млаз. Код композита са алуминијумском основом  који  су  добијени  овим  путем  примећен  је  неравномерни  распоред  керамичких  честица.  Порозност овако добијених композита је око 5‐10%. Наслаге овог типа се консолидују до  потпуне  густине  у  даљој  преради.  Овом  методом  могу  се  добити  и  композити  са  алуминијумском  основом  ојачани  континуалним  влакнима.  Како  би  се  ово  постигло  континуална влакна се намотавају око вретена и размак између намотаја се контролише,  а  затим  се  на  њих  прска  метал  матрице.  Овако  се  добија  композитни  монотип.  Велике  количине  композита  се  добијају  пресовањем  композитних  монотипова  на  високим  температурама.  Процентуални  садржај  и  распоред  влакана  контролише  се  контролом  размака  између  намотаја  и  контролом  броја  намотаја.  Композит  добијен  овим  путем  прилично  је  доста  рентабилан  и  цена  му  је  негде  између  цене  композита  добијеног  ливењем мешањем и методом металургије праха [1,2,6].    2.4.2.4. Реактивни (In situ) процеси    У ову категорију спада више различитих процеса као што су реакције између течности  и гаса, течности и елемента у чврстом стању, две течности, и мешавине соли. Током ових  процеса  ватростални  ојачивачи  стварају  се  у  матрици  од  легуре  алуминијума.  Један  од  примера  је усмерена оксидација алуминијума (DIMOX процес). У овом процесу легура Al‐ Mg  ставља  се  преко  керамичке  предформе  у  суду  за  топљење.  Све  ово  загрева  се  до  одговарајуће температуре у атмосфери мешавине азота. Убрзо након топљења легура Al‐ Mg се инфилтрира у предформу и композит је формиран.  Martin‐Marietta процес егзотермне дисперзије или XDTm процес још један је од примера  in situ технике за добијање композита. Овај процес користи се за производњу композита са  алуминијумском  матрицом  ојачаних  TiB2.  Овај  процес  је  флексибилан  и  омогућава  формирање  и  чврстих  и  меких фаза  различитих  величина  и  грађе,  укључујући  вискере,  честице и плочице, у матрици од легуре алуминијума.  За  производњу  композита  са  алуминијумском  матрицом  ојачаних  ТiC  користи  се  и  реакција између гаса и течности. На пример, убацивањем мехурића угљеничног гаса као  што  је  метан  у  прегрејани  растоп  Al‐Ti  могуће  је  произвести  Al‐Ti‐Cp  композите.  Лондонско  и  Скандинавско  Металуршко  Друштво  осмислило  је  in  situ  технику  која  користи реакцију између мешавине соли како би довела до дисперзије финих честица TiB2  у  алуминијумској  матрици.  Основна  ограничења  in  situ  технике  су  везана  за  термодинамичка  ограничења  распореда  и  природе  ојачивача  који  се  могу  формирати  у  датом  систему,  и  кинетичка  ограничења  облика,  величине  и  процентуалног  садржаја  ојачивача  који  се  могу  постићи  кроз  хемијску  реакцију  под  датим  условима  тестирања  [1,2,6].      Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 13  2.5. Примена композита са алуминијумском основом    Композити  са  алуминијумском  матрицом  показали  су  се  као  успешни  „high  tech“  материјали  у  разним  областима  примене.  Употреба  композита  са  алуминијумском  основом  има  битне  предности,  као  што  су  боље  радне  карактеристике  (животни  век  делова,  повећана  продуктивност),  већа  економичност  (уштеда  енергије  или  мањи  трошкови одржавања), и улога у очувању животне средине (мањи нивои буке и смањена  емисија штетних честица у атмосферу) [10,11,12].  Пооштравање  конструкционих  захтева  са  аспекта  повећања  радног  века  и  смањења  масе, а самим тим и цене конструкције иницирало је развој и примену нових материјала са  основом од лаких метала. Композити са металном матрицом налазе све већу примену при  изради  кошуљица цилиндара мотора,  клипова,  кочионих дискова и  добоша,  карданских  вратила као и других делова у аутомобилској и авио индустрији. Посебно место, од свих  металних  материјала,  заузимају  композити  на  основи  легуре  алуминијума  због  низа  добрих особина.   Побољшање  механичких,  а  посебно  триболошких  карактеристика  хибридних  композита могуће  је  коришћењем одређених  ојачивача,  најчешће  SiC,  Аl2О3  и  графита,  у  одговарајућем масеном или  запреминском  уделу. Новодобијени  хибридни композити  са  алуминијумском  основом  имају  знатно  повећану  отпорност  на  хабање,  повећану  специфичну крутост и повећану отпорност на замор.   Повећањем  количине  произведених  делова  од  алуминијумских  композитних  материјала долази до  смањења цене  ових делова, што додатно повећава  област њихове  примене.     Слика 2.3. Тренд раста производње MMC у свету и њихова примена[13]  Истраживања глобалног тржишта показују да је 2007. године утрошено 4.1 милиона kg  MMC, а 2008. године 4.4 милиона kg MMC. Очекује се да ће 2013. године бити потребно 5.9  милиона  kg  MMC.  Највећи  део  припада  копненом  транспорту,  посебно  аутомобилској  индустрији. Удео потрошње MMC у копненом транспорту износио је 2.4 милиона kg 2008.  0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 2004 2005 2006 2007 2008 2013 Пр ои зво дњ а M M C,  ми ли он а k g Копнени транспорт Електронска индустрија Авио индустрија Индустрија Потрошачки производи Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 14  године.  Предвиђања  су  да  ће  2013.  године  бити  потребно  3.2  милиона  kg,  уз  годишњу  стопу раста од 5.5% (слика 2.3).  Велику примену MMC имају и у електронској индустрији. Потреба за MMC расте од 1.3  милиона kg у 2007. години на 1.4 милиона kg у 2008. години, а предвиђа се да ће потребе у  2013. години износити 2.1 милион kg, уз годишњу стопу раста од 6.5% [13].   2.5.1. Примена MMC код аутомобила    С  обзиром  да  се  преко  50%  светске  производње  композита  са  металном  матрицом  примењује  у  аутомобилској  индустрији,  тежиште  примене  ће  бити  фокусирано  на  аутомобиле.  Велики  број  делова  аутомобила  се  производе  од  композитних  материјала.  Однос цене и квалитета представља основни разлог примене ових материјала. Оно што је  очигледно,  јесте  да  се  за  сада  композити  са  металном  матрицом  углавном  користе  за  веома одговорне делове аутомобила [14‐21].   Клипови  –  Клип  се  налази  у  веома  тешком  динамичком,  топлотном  и  механичком  окружењу. Он  је оптерећен цикличним механичким оптерећењем, фреквенције ~100 Hz,  тако да је замор примарни. Клип такође мора да обезбеди чврсто налегање са цилиндром,  односно да издржи максимални притисак сагоревања. Динамичка издржљивост, одлична  отпорност на хабање и коефицијент топлотног ширења су потребне карактеристике које  треба  да  поседује  цилиндар.  Такође  је  потребно  да  чело  клипа  може  да  издржи  температуру од око 300oC. Због термичког градијента и термичког циклуса, потребна  је  висока  термичка  (топлотна)  проводљивост  да  би  се  смањила  укупна  температура  и  топлотни удари.  Прекретницу у примени алуминијумских MMC представља производња клипа за дизел  моторе Tоyоtе [22, 12, 14]. Ови клипови су почели серијски да се производе у Јапану 1983.  године.  Материјал  клипова  је  композит  са  основом  од  алуминијумске  легуре  ојачане  керамичким  честицама  и  влакнима  у  циљу  смањења  хабања  и  побољшања  термичке  отпорности  на  замор  материјала.  Ови  композити  су  добијени  поступком  ливења  гњечењем (squeeze casting). Захваљујући великој производњи, од преко 100 000 јединица  месечно, добијени су делови одличног квалитета са задовољавајућом ценом.      Слика 2.4. Клипови од алуминијумских MMC  Композити са металном основом са керамичким ојачивачима који се користе за израду  клипова  имају  знатно  побољшану  отпорност  на  хабање  у  односу  на  базни  материјал.  Истовремено, клип има и мали коефицијент термичког ширења, захваљујући прецизним  толеранцијама,  што  резултира  већим  притиском  и  побољшаним  својствима  преноса  топлоте  [14].  Мања  маса  клипа  такође  доприноси  побољшању  радних  карактеристика.  Поред  тога,  поступак  ливења MMC  је  доста  једноставнији  од  традиционалног  поступка  производње клипова. Свеобухватно гледано, и поред више цене материјала алуминијума  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 15  по  јединици  мере,  укупна  цена  је  мања  од  клипова  произведених  од  традиционалних  материјала. Већи број позитивних перформанси даје предност коришћењу MMC за израду  клипова.  Као  ојачивачи  за  композите  са  металном  матрицом  најчешће  се  користи  силицијум‐карбид (SiC), посебно за тркачке аутомобиле. Клипови од MMC користе се код  азијских и западно‐европских произвођача (Слика 2.4).  Кошуљице  цилиндра.  Распрострањена  употреба  алуминијумских  легура  за  израду  блокова мотора  је  главни разлог примене  алуминијумских легура  за израду цилиндара.  Серијска  производња  кошуљица  цилиндара  од  алуминијумских  MMC  започета  је  1990  године.  Први  пут  је  уграђена  у  2.3  литарски  мотор  Honda  Prelude  [23].  Као  материјал  коришћен је хибридни композит са алуминијумском основом ојачан угљеником (carbon) и  i  Al2O3  (12  %  Al2O3  +  9  %  carbon).  Кошуљице  цилиндра  су  добијене  поступком  ливења  гњечењем (squeeze casting) са средњим притиском. Овај мотор је приказан на слици 2.5.      Слика 2.5. Мотор Honda Prelude sa алуминијумском MMC кошуљицом цилиндра  Отпорност на хабање алуминијумског MMC  је боља од отпорности на хабање ливеног  гвожђа.  Укупна  тежина  блока  мотора  је  смањена  за  20%  употребом  MMC.  Поред  тога,  алуминијумски  MMC  има  већу  топлотну  проводљивост,  па  је  самим  тим  радна  температура  мотора  нижа,  а  радни  век  мотора  дужи.  Дебљина  кошуљица  цилиндра  је  тања од кошуљица од ливеног гвожђа, што омогућава повећање запремине истог мотора  без његовог редизајна.  Поред  модела Honde Prelude,  кошуљице  цилиндра  од MMC  композита  се  користе  код  Honde  S2000–  спортског  аутомобила,  код модела Acura NSX  и  код Porsche Boxter  мотора  [12, 14]. Мотор за аутомобил Toyota Celica 2000 такође има кошуљице цилиндра од MMC.  Кошуљице  цилиндара  од  алуминијумских  MMC  користе  се  такође  код  Хондиних  мотоцикала високих перформанси. Ови MMC су добијени поступком металургије праха.  За  израду  вентила  мотора  користе  се  титанијумски  MMC.  Ови  композити  са  дисконтинуалним ојачањима први пут су примењени за израду вентила 1998. године код  2.0 литарског мотора Toyota Altezza L‐4 [24]. Ови композити, односно вентили су добијени  поступком металургије праха.   Цена вентила од титанијум MMC је два пута већа од металних, што је у директној вези  са  количином  произведених  јединица.  Цена  ових  вентила  полако  пада,  с  обзиром  на  велике уштеде у маси (30%) и велику отпорност на хабање. У експлоатацији до сада није  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 16  било отказа на вентилима од титанијум MMC. На слици 2.6 су приказани издувни и усисни  вентили који се користе код Toyote Altezza.     Слика 2.6. Вентили од титијумових MMC  Влакнима ојачани алуминијумски MMC се користе за израду шипки подизача вентила  (слика 2.7). Као ојачивач се користе влакна Al2O3, а основа је алуминијумска легура. Први  произвођач  ових  делова  је  компанија  3M  Corporation.  Шипке  подизача  вентила  од  алуминијумских MMC имају 25% већу савојну крутост и дупло већи капацитет пригушења  од стандардних челичних делова. С обзиром на мању густину, односно масу, број обртаја  мотора може бити повећан за 200‐400 min‐1 без повећања динамичког оптерећења. Радни  век оваквим шипки је далеко већи од челичних [25].    Слика 2.7. Алуминијумске MMC шипке подизача вентила  Развојна испитивања MMC усмерена су на производњу таквих материјала који би могли  да се користе за израду клипњача мотора. Прототип клипњаче  је приказан на слици 2.8.  Испитивања ових делова су у току.  Алуминијумски MMC  кочиони  системи.  Захваљујући  својим  добрим  карактеристи‐ кама, високој отпорности на хабање и високој топлотној проводљивости алуминијумски  MMC се користе за израду кочионих дискова и добоша аутомобила. Захваљујући смањењу  масе, смањују се инерцијалне силе, укупна маса возила и потрошња горива.     Шипке подизача вентила Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 17       Слика 2.8. Клипњаче од алуминијумских MMC  За  израду  кочионих  дискова  и  добоша  користе  се  Al‐Mg  и  Al‐Si  легуре  ојачане  керамичким ојачивачима SiC и Al2O3  [26‐31]. За производњу композита користе се разне  методе ливења,  а  удео  ојачивача иде до 20% запреминског  удела. Велики број  светских  произвођача користи алуминијумске MMC за израду кочница. Lotus Elise  (1996‐1998) сва  четири  кочиона  система  су  добијена  од MMC.  Plymonth  Promler  користи MMC  за  израду  задњих  кочионих  система.  Дисконтинуално  ојачани  алуминијумски  MMC  користе  се  за  израду кочионих дискова за Volkswagen Lupo 3L и Audi A2. Хибридна и електрична возила  такође  користе  алуминијумске  MMC  кочнице  и  то  Toyota  RAV4,  Ford  Prodigy  и  General  Motors  Precept  (12,14,31).  На  слици  2.9  су  приказани  кочиони  елементи  добијени  од  алуминијумских MMC.      Слика 2.9. Кочиони елементи од алуминијумских MMC    Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 18    Слика 2.10. Кочиони дискови од алуминијумских MMC код возова    Дисконтинуално  ојачане  алуминијумске  кочионе  дискове  користе  Немачки  брзи  возови –  Inter City Expres  (ICE). Ови дискови се користе и на  ICE  ‐1 и  ICE  ‐2 возовима, на  више од 100 композиција, слика 2.10 [14].   Алуминујумски  MMC  се  примењују  на  тркачким  аутомобилима.  Као  материјал  се  користи Аl2124/SiC/25p. MMC се користе и као материјал за израду кочионих плочица код  аутомобила Porsche 911. Ови композити имају такође керамичка ојачања[14].    Слика 2.11. Карданско вратило уграђено у аутомобил Chevrolet Corvette    Аl‐MMC  се  користе  за  израду  карданских  вратила,  захваљујући повећању  специфичне  крутости  коришћених  материјала.  Главни  недостатак  постојећих  карданских  вратила  представљају критичне брзине када она постају динамички нестабилна. Критична брзина  (број обртаја) вратила је функција дужине, спољашњег и унутрашњег пречника вратила,  као  и  специфичне  крутости.  Коришћење  MMC  омогућава  промену  конструкције  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 19  карданског  вратила  и  то:  или  примену  дужег  вратила  истог  пречника  или  мањег  пречника исте дужине. Примена ових погодности додатно смањује масу конструкције за  исте  димензије.  Као  материјал  се  користи  Аl6061  ојачан  керамичким  ојачивачем  Al2O3.  Ови композити  су  добијени поступком  stirr  casting,  а  након  тога  се машинском обрадом  добијају вратила. Ова карданска вратила су најпре 1996. године уграђена у Chevrolet S‐10 и  GMC  Sonnomo  доставни  камион.  1997.  године  Ал‐MMC  карданска  вратила  су  уграђена  у  Chevrolet Corvette. Ова вратила се користе и у аутомобилу Ford Crown Victoria. На слици 2.11  приказано је карданско вратило уграђено у аутомобил Chevrolet Corvette[12,14].    2.5.2. Примена ММC у осталим областима    MMC  са  алуминијумском  основом  имају  јако  широку  примену.  Захваљујући  својим  карактеристикама  они  се  примењују  за  израду  кочионих  чељусти,  зупчаника,  вентила,  каишника и ременица, турбина турбокомпресора и компресора, кућишта пумпи и делова  за ослањање.   Основне  предности MMC  су мања маса,  побољшана  отпорност  на  хабање,  низак  ниво  коефицијента термичког ширења и добре термичке особине. Цена MMC је још увек велика  и опада са повећањем количине произведених делова.          Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 20  3  ПРЕГЛЕД ИСТРАЖИВАЊА У ОБЛАСТИ АЛУМИНИЈУМСКИХ ХИБРИДНИХ  КОМПОЗИТА  3.1. Хибридни композити    Хибридни композити су композити код којих постоје две или више врста или облика  ојачивача  и/или  побољшивача.  Као  основни  материјал,  односно  матрица,  користе  се:  алуминијум, магнезијум, титанијум, бакар и др. Од композитних материјала са металном  матрицом највише се користи алуминијум и његове легуре. Алуминијум и његове легуре  добро  прихватају  разне  ојачиваче  и  побољшиваче.  Позитивне  особине  алуминијумских  композита су мала густина, добра термичка проводљивост и отпорност на корозију, као и  добра комбинација механичких и триболошких карактеристика. Као ојачивачи најчешће  се користе: бориди, карбиди, нитриди, оксиди и др. Најпознатији ојачивачи представљени  су у табели 3.1.  Табела 3.1. Ојачивачи композитних материјала [32‐33, 6]   Ојачивач  Густина, g/cm3  Модул еластичности,  GPa  Коефицијент  термичког  ширења  Бориди  CrB2  5.10 ‐ 7.5  MoB  8.65 ‐ ‐  TiB2  4.50 515‐574 7.8  ZrB2  6.20 ‐ 5.9  Карбиди  B4C  2.51 450 4.5  CrC  7.00 370 11  SiC  3.21 450 4.5  TiC  4.95 460 7.6  WC  15.50 700 4.9  ZrC  6.75 350 6.6  Нитриди  AlN  3.30 320 5.5  BN  3.48 195 7.5  Si3N4  3.60 300 3.7  TiN  5.50 ‐ 9.4  ZrN  7.30 ‐ 7.0  Оксиди  Al2O3  3.97 380 8.0  BeO  3.06 380 10.3  MgO  3.75 275 13  SiO2  2.65 110 0.55  ThO2  9.9 240 104  TiO2  4.26 88 6.8  Y2O3  5.01 ‐ 9.3  ZrO2  6.27 185 8  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 21  Додавањем керамичких ојачивача повећавају се механичке карактеристике материјала,  али  се  при  томе  јавља  велики  проблем  обрадљивости  материјала.  Да  би  се  побољшава  обрадљивост  материјала  добијеним  композитима  са  керамичким  ојачивачима  додаје  се  графит.  Додавањем  графита,  смањују  се  механичке  карактеристике  (опада  тврдоћа),  а  побољшавају се триболошке карактеристике [34‐36, 48‐50].  Комбиновањем  два  различита  ојачивача,  добијају  се  хибридни  композити.  За  композите са алуминијумском основом као ојачивачи најчешће се примењују SiC, Al2O3 и  графит.  Композити  ојачани  SiC  (силицијум  карбидом)  и  графитом  (Gr)  називају  се  Al/SiC/Gr  хибридни  композити,  а  композити  ојачани  Al2O3  и  графитом  Al/Al2O3/Gr  хибридни композити.    3.2. Преглед истраживања хибридних композита са алуминијумском матрицом    Алуминијум  је  најатрактивнији  нежелезни  елемент  који  налази  велику  примену  у  аутомобилској,  авионској  и  свемирској  индустрији  и  индустрији  прецизних  уређаја.  Побољшање  механичких  и  триболошких  карактеристика  алуминијума  постиже  се  додавањем одговарајућих  ојачивача и формирањем композита. Најбоље карактеристике  имају хибридни композити са два или више ојачивача. Преглед истраживања се односи на  хибридне  композите  са  алуминијумском  основом  ојачаних  силицијум  карбидом  и  графитом.    Ted Guo и сарадници [37] су проучавали триболошко понашање Al/SiC/Gr композита са  10%SiC и различитим садржајем графита (2, 5, 8%). Са повећањем садржаја графита до 5%  опада  вредност  коефицијента  трења  због  формирања  мазивог  слоја  (слика  3.1).  Даље  повећање  графита  нема  већи  ефекат  на  коефицијент  трења,  већ  само  на  механичке  карактеристике, с обзиром да долази до опадања тврдоће композита.       Слика 3.1. Промена коефицијента трења у зависности од садржаја графита [37]  Guo  и  Tsao  [37]  су  као  основу  користили  алуминијум  6061  (величина  честица  праха   30 µm) и ојачиваче SiC (величина честица праха 45 µm) и графит (величина честица праха  8  µm).  Проценат  SiC  износи  10%  запреминског  садржаја,  а  проценат  графита  варира  од   2, 5 до 8% запреминског удела (v/o). Хибридни композити одговарајућег састава добијени  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 22  су  методом  получврстог  згушњавања  праха  (Semi‐solid  powder  densification)  на  Instron  уређају  од  10  тона  (model  1125).  За  хибридне  композите  су  извршена  испитивања  триболошких  и  механичких  карактеристика.  Механичке  карактеристике  (тврдоћа,  коефицијент термичког ширења и жилавост лома) испитиваних композитних материјала  опадају са повећањем садржаја графита.   Испитивање  триболошких  карактеристика  извршено  је  на  трибометру  у  времену  од   5  минута,  без  подмазивања,  при  притиску  од  0.094  MPa  и  брзини  клизања  1.09  m/s.  Мерења  су  показала  да  коефицијент  трења  опада  са  повећањем  садржаја  графита   (oд 0 до 5 %), после тога коефицијент трења има константну вредност (oд 5 дo 8 % Gr).  Мерење похабаног материјала контратела вршено је упоредно са хибридним композитом  А356  са  истим  садржајем  графита.  За  разлику  од  A356  композита  где  губитак  масе,  односно хабање расте са повећањем садржаја графита, код композита са основом А6061  до 5%Gr хабање расте, а затим опада (слика 3.2) [37].     Слика 3.2. Хабање композита и контратела у зависности од садржаја графита [37]  Riahi и Alpas [38] су се усредсредили на системска испитивања улоге коју трибо‐слојеви  чине  на  контактним  површинама  хибридних  композита  са  алуминијумском  основом  A356.  Испитивања  су  вршена  на  два  различита  хибридна  композита.  Први  композит  је  Al/SiC/Gr  хибридни  композит  са  основом  A356,  10%SiC  величине  честица   16 µm i 3% графита, величина честица 80 µm и 138 µm. Као други композит испитиван је  Al/Al2O3/Gr  хибридни  композит  са  основом  А356,  5%  запреминског  садржаја  Al2O3  величине честице 17 µm и 3% графита величина честица 70 µm и 170 µm.   Аутори  су  одредили  и  механичке  карактеристике  добијених  хибридних  композита.  Изведена триболошка испитивања дају зависност величине хабања од брзине клизања и  оптерећења. Испитивања су извршена на трибометру са block on ring контактним паром за  оптерећења од 5‐420 N и брзине клизања од 0.2‐3.0 m/s (слике 3.3 и 3.4).  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 23    Слика 3.3. Зависност хабања Al/SiC/Gr композита од оптерећења и брзине клизања [38]    Слика 3.4. Зависност хабања Al/ Al2O3/Gr композита од оптерећења и брзине клизања [38]  Basavarajappa  и  сарадници  [39‐41]  су  проучавали  триболошко  понашање  хибридних  композита  са  алуминијумском  основом  Al2219  ојачаних  силицијум‐карбидом  (SiC)  и  графитом (Gr). Хибридни композити су добијени поступком течне металургије.  Испитивање триболошких карактеристика извршено  је по  стандарду ASTM G99‐95 на  трибометру са pin‐on‐disc контактним паром. Испитивана су четири различита композита  Al2219,  Al2219/5SiC/3Gr,  Al2219/10SiC/3Gr  и  Al2219/15SiC/3Gr.  Код  испитиваних  композита  као  ојачивачу  коришћени  су  SiC  и  графит  запреминског  удела  од  3%  са  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 24  честицама  величине  45  µm.  Проценат  SiC  испитиваних  узорака  варира  од  5,  10  и  15%  удела са величином честице од 25 µm.   Триболошка испитивања су спроведена за оптерећења у распону од 10 до 60 N и брзине  клизања од 1.53, 3.0, 4.6 i 6.1 m/s. Испитивања су вршена на путу клизања од 5000 m, при  чему је материјал диска челик EN 36 са тврдоћом од 65 HRc.  Резултати  испитивања  [39‐41]  показују  да  са  повећањем  процентуалног  удела  SiC  повећава отпорност на хабање композита, односно хабање се смањује (слика 3.5).    Слика 3.5. Зависност запремине похабаног материјала од пута клизања [39‐41]  Са  повећањем  пута  клизања  расте  запремина  похабаног  материјала,  а  истовремено  опада са повећањем процента SiC (слика 3.6).    Слика 3.6. Зависност запремине похабаног материјала од садржаја SiC за различите путеве  клизања [39‐41]     Интензитет  хабања  расте  са  повећањем  брзине  клизања  и  величине  оптерећења,  посебно  после  4.6  m/s  и  50  N  (слике  3.7  и  3.8).  При  мањим  брзинама  клизања  главни  механизам  хабања  је  абразивно  хабање,  док  се  при  већим  брзинама  не  може  извести  закључак јер долази до раслојавања.  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 25  Деформација  потповршинског  слоја  композита  оцењује  се  помоћу  мерења  микротврдоће у дубини материјала у правцу нормалном на пресек похабаних контактних  површина. Микротврдоћа зависи од брзине клизања и опада са повећањем дубине.    Слика 3.7. Зависност интензитета хабања од брзине клизања [39‐41]      Слика 3.8. Зависност интензитета хабања од оптерећења за брзину клизања 3 m/s и пут  клизања од 5000 m [39‐41]  Индијски  научници  Suresha  и  Sridhara  [42‐45]  су  проучавали  триболошко  понашање  алуминијумских  хибридних  композита  са  додатком  SiC  и  графита,  тзв.  Al/SiC/Gr  композите.  Они  су  проучавали  зависност  величине  хабања  и  коефицијента  трења  од  процентуалног садржаја ојачивача, једног, другог или оба.   Хибридни  композити  су  добијени  поступком  ливење  мешањем  (stir  casting).  Као  матрица  се  користи  алуминијумска  легура  LM25  (AL  ‐  Si7Mg0.5).  Укупан  проценат  ојачивача  композита  износи  10%,  док  појединачни  проценат  оба  ојачивача  варира  од   0, 1.25, 2.5, 3.75, 5.0%. Код Al/SiC композита са повећањем процентуалног удела SiC расте  тврдоћа композита. Код Al/Gr композита са повећањем садржаја графита опада тврдоћа.  Док  код  хибридних  Al/SiC/Gr  композита  тврдоћа  нема  одређену  зависност  од  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 26  процентуалног  садржаја  појединих  ојачивача.  Величина  честица  SiC  износи  10‐20  µm,  густине 3.22 g/cm3, а величина честица графита је 70‐80 µm, густине 2.09‐2.23 g/cm3.   Триболошка испитивања су вршена на трибометру са pin on disc контактним паром, по  стандарду ASTM G99‐95a, без подмазивања за различита оптерећења од 15‐75 N, брзине  клизања  од  0.4÷2.0  m/s,  дужину  клизања  од  400‐2000  m  са  једнаким  процентуалним  садржајем SiC и Gr у хибридном композиту. Као материјал диска коришћен је челик EN 31  површинске  храпавости  Ra=0.1  m.  На  хабање  Al/SiC/Gr  композита  утичу  проценат  ојачивача, брзина клизања, оптерећење и пут клизања (слика 3.9).     Слика 3.9. Зависност хабања од садржаја ојачивача, брзине клизања, оптерећења и пута клизања  Al/SiC/Gr хибридних композита [42]  Повећање  процентуалног  садржаја  графита  у  композиту  доводи  до  смањења  хабања  због  формирања  мазивог  слоја,  међутим  истовремено  долази  до  смањења  механичких  карактеристика композита, односно тврдоће.   Додатак SiC, с друге стране, побољшава јачину и отпорност на хабање композита, али се  зато  смањује  обрадивост  материјала  и  повећава  крутост.  Комбиновано  коришћење  оба  ојачивача  доводи  до  побољшања  и  триболошких  и  механичких  карактеристика  композита са алуминијумском основом. Тврдоћа Al/SiC/Gr хибридних композита опада са  повећањем  садржаја  SiC  и  графита.  Оптимални  проценат  ојачивача  износи  7.5%  без  обзира на оптерећење, брзину клизања и пут клизања.  Leng  и  сарадници  [46,47]  су  испитивали  утицај  величине  честица  графита  на  триболошке и механичке карактеристике хибридних композита. Основу композита чини  алуминијумска легура Al2024, а као ојачивач користи се SiC процентуалног удела од 40%  и  величине  честица  од  3  µm.  Као  други  ојачивач  користи  се  графит  са  запреминским  садржајем  од  5%,  али  са  различитим  величинама  честица  од  1,  6  i  20  µm.  Хибридни  Al/SiC/Gr композити су добијени поступком ливење гњечењем (Squeeze casting).  За  сваки  од  ових  композита  су  одређене механичке  карактеристике,  односно  затезна  чврстоћа и модул еластичности. Са повећањем величине честица графита опада затезна  чврстоћа и модул еластичности добијених хибридних композита.   Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 27  Испитивање триболошких карактеристика вршено је на трибометру који ради на blok  on  ring  принципу.  Од  композита  се  праве  прстенови,  а  блокови  се  израђују  од  челика  W18Cr4V.  Испитивања  су  реализована  под  оптерећењем  од  150  N,  брзини  клизања  од   0.4 m/s, у времену од 120 s, при температури од 22±3° и без подмазивања.  Измерене вредности коефицијента трења за композите Al/SiC налазе се у границама од  0.3÷0.5.  Коефицијент  трења  хибридних  композита  Al/SiC/Gr  налази  се  у  границама  0.25÷0.3. Ове вредности су доста мање због подмазујућих својстава графита, а очигледно  је и мање расипање вредности.  У оквиру триболошких испитивања извршено је и мерење масе похабаног материјала.  Највеће  је  хабање композита Al/SiC  (484 mg),  док  је  хабање хибридних композита доста  мање  (1.4÷2.7 mg).  Губици материјала  код  хибридних  композита  су  од  170  до  340  пута  мањи  од  Al/SiC  композита  (слика  3.10).  Када  је  у  питању  величина  честица  графита,  најмање  је  хабање  код  композита  са  најкрупнијим  честицама  (20  µm),  а  највеће  код  композита са најситнијим честицама (1 µm).      Слика 3.10. Хабање хибридних композита и контратела са различитим величинама честица  графита [46]  Додавањем графита коефицијент трења хибридних композита се смањује, а отпорност  на хабање се доста повећава. Осим тога хабање контратела је смањено за 60‐70%.  Отпорност  на  хабање  Al/SiC/Gr  хибридних  композита  се  повећава  са  повећањем  величине  честица  графита.  Побољшање  триболошких  карактеристика  настаје  унапређењем  подмазивања  трибо‐слојева  који  се  састоје  од  мешавине  оксида  гвожђа,  графита, честица SiC и алуминијума.  Аутори Mahdavi  и  Akhlaghi  [48,49]  су  проучавали  триболошко  понашање  хибридних  композита Al/SiC/Gr добијених новом методом  In situ металургијом праха (In situ Powder  Metallurgy‐IPM).  Хибридни  композити  са  алуминијумском  основом  ојачани  силицијум‐ карбидом  (SiC)  и  графитом  (Gr)  представљају  јединствену  класу  напредних  материјала  развијених  за  употребу  у  триболошким  апликацијама.  Основу  хибридних  Al/SiC/Gr  композита чини алуминијумска легура Al6061. Добијени композити садрже 9% графита, а  процентуални  садржаја  SiC  варира  од  0÷40%.  Просечна  величина  честица  SiC  износи   19 µm, а честица графита 75 µm. Густина SiC износи 3.2 g/cm3, а графита 2.2 g/cm3.  Триболошка  испитивања  су  извршена  на  трибометру  са  pin  on  disk  контактном  геометријом.  Дужине  клизања  износе  250,  500,  750  и  1000 m.  Материјал  пина  је  челик  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 28  (1.5Cr,  1C,  0.35Mn,  0.25Si)  тврдоће  64  HRc.  Оптерећење  износи  20  N,  притисак  1  MPa,  а  брзина клизања 0.5 m/s.   Тврдоћа  добијених  узорака  се  повећава  са  повећањем  садржаја  SiC.  Када  је  реч  о  триболошким карактеристикама хабање расте са повећањем пута клизања. Међутим када  је  проценат  SiC  у  питању,  хабање  опада  са  повећањем  садржаја  SiC  do  20%,  после  тога  (20÷40% SiC) хабање поново расте (слика 3.11). Што се коефицијента трења тиче његова  вредност  опада  са  повећањем  садржаја  SiC  и  најмања  је  за  30%  SiC.  Након  тога  коефицијент трења расте (слика 3.12).    Слика 3.11. Зависност интензитета хабања од пута клизања и садржаја SiC хибридних композита  Al/SiC/Gr са 9% графита [48]  Исти аутори у раду [50] анализирају хибридни композит Al/SiC/Gr са основом Al6061,  процентуалним  уделом  од  30%  SiC  и  променљивим  садржајем  графита  од  0  до  13  %,  добијен  in  situ  металургијом  праха  (Powder metallurgy‐IPM).  Триболошка  испитивања  су  рађена  на  трибометру  са  pin‐on‐disc  контактним  паром.  Величина  честица  SiC  износи   93 µm, а честица графита 75 µm. Услови испитивања, тј. оптерећење, брзина клизања и пут  клизања су исти као у раду [48].     Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 29    Слика 3.12. Зависност коефицијента трења од садржаја SiC хибридних композита Al/SiC/Gr са 9%  графита [48]  Испитивања  показују  да  се  порозност  и  тврдоћа  хибридних  композита  смањују  са  повећањем процентуалног удела графита (слике 3.13 и 3.14). Алуминијумски композити  без  SiC  имају  доста  мање  вредности  порозности  и  тврдоће  од  хибридних  Al/SiC/Gr  композита.     Слика 3.13. Зависност порозности хибридних композита од процентуалног садржаја графита [50]    Слика 3.14. Зависност тврдоће хибридних композита од процентуалног садржаја графита [50]  Резултати  триболошких испитивања Al/Gr  композита показују  да интензитет  хабања  расте са повећањем пута клизања, али и са повећањем садржаја графита (слика 3.15). Исти  тренд  постоји  и  код  Al/SiC/Gr  композита,  с`тим што  је  интензитет  хабања  доста  мањи.  Најмање хабање код Al/Gr композита настаје кад је садржај графита 9%. Код Al/30SiC/9Gr  хибридних композита хабање је 15÷30 пута мање него код Al/9Gr композита (слика 3.16).  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 30    Слика 3.15. Зависност запремине похабаног материјала хибридних композита од пута клизања за  различите вредности садржаја графита [50]    Слика 3.16. Зависност интензитета хабања хибридних композита од садржаја графита [50]    Слика 3.17. Зависност коефицијента трења хибридних композита од садржаја графита [50]  Повећање  садржаја  графита  у  композитима  доводи  до  смањења  коефицијента  трења  [50]. Вредности коефицијента трења код хибридних композита Al/SiC/Gr су мање него код  Al/Gr композита за ~20% (слика 3.17).   Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 31  У  раду  [51]  је  приказан  утицај  величине  честица  SiC  на  триболошке  карактеристике  Al/SiC/Gr композита. IPM поступком добијени су хибридни композити са основом Al6061  ојачани  са  10%  SiC  и  0÷5 %  графита.  Честице  SiC  су  величина  19,  93  i  146  µm  густине   3.2 g/cm3, а величина честица графита је 75 µm густине 2.2 g/cm3.   Хабање  хибридних  композита  расте  са  повећањем  пута  клизања.  Највеће  је  хабање  алуминијумске  легуре,  док  се  код  Аl/SiC  композита  хабање  смањује  са  повећањем  величине  честица  SiC.  Код  хибридних  Al/SiC/Gr  композита  тренд  је  исти,  али  је  хабање  доста мање него код Al/SiC композита (слика 3.18).    Слика 3.18. Зависност хабања од пута клизања а) за Al/SiC композите и   б) за Al/SiC/Gr композите [51]  Коефицијент трења опада са повећањем величине честица ојачивача SiC. Истовремено  код  Al/SiC/Gr  хибридних  композита  коефицијент  трења  је  мањи  него  код  Al/SiC  композита  без  графита  (слика  3.19).  Додавање  графита  (5%)  доводи  до  смањења  коефицијента  трења  услед  формирања  мазивог  слоја.  Очигледно  је  да  механичке  карактеристике  (порозност,  тврдоћа)  као  и  триболошке  карактеристике  (интензитет  хабања  и  коефицијент  трења)  Al/10SiC  композита  опадају  са  додавањем  5%  графита  односно формирањем хибридних Al/SiC/Gr композита.  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 32    Слика 3.19. Зависност коефицијента трења од величине честице SiC [51]  Ames  и  Alpas  [52]  су  проучавали  триболошко  понашање  хибридног  композита  са  основом  А356,  ојачаног  са  20%  силицијум‐карбида  и  3÷10%  графита.  Новоформирани  хибридни  композит  представља  комбинацију  два  различита  триболошка  материјала.  Наиме,  тврде  честице  SiC  и  меке  подмазујуће  честице  графита  чине  један  материјал.  Триболошка испитивања су извршена на block on ring контактном пару без подмазивања.  Величина оптерећења износи од 1 до 441 N. Отпорност на хабање Al/20SiC/3Gr хибридног  композита приближно је једнака отпорности на хабање Al/20SiC композита при ниским и  средњим  оптерећењима.  За  оптерећења мања  од  20N  хабање  хибридног  Al/20SiC/3Gr  и  Al/20SiC композита је 10 пута мање од хабања основног материјала без ојачивача (А356).  Захваљујући  тврдоћи  SiC  честица,  хибридни  Al/20SiC/3Gr  композит  има  1÷2  пута  већу  отпорност на хабање од Al/20SiC/10Gr при већим оптерећењима. Међутим графит доводи  до  смањења  хабања  контратела.  Ново  формирани  трибо  лејери  се  састоје  од  мешавине  графита, оксида гвожђа, алуминијума и налазе се на површини хибридних композита.    Слика 3.20. Интензитет хабања и коефицијент трења A356 легуре, композита C1(Al/10Al2O3),  композита C2 (Al/10SiC) и композита C3 (Al/10SiC/1Gr) [53]  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 33  Венцл  и  сарадници  [53‐55]  су  проучавали  триболошке  карактеристике  хибридних  композита  са  основом  А356  ојачаних  керамичким  честицама  SiC  и  Al2O3  и  графитом.  Хибридни композити су добијени применом компокастинг поступка и термички обрађени  у Т6 режиму обраде. Када је реч о микротврдоћи са додавањем 10% керамичког ојачивача  (SiC  или  Al2O3)  микротврдоћа  расте,  а  са  додавањем  1%  графита  микротврдоћа  опада  испод микротврдоће основног материјала.   Честице ојачивача (SiC или Al2O3) су распоређене у кластерима у композитној матрици.  Распоред честица SiC у кластере  је повољнији када  је реч о механичким и триболошким  карактеристикама  у  односу  на  распоред  Al2O3  честица.  Отпорност  на  хабање  расте  са  додавањем  ојачивача,  а  посебно  са  додавањем  графита.  Док  је  коефицијент  трења  керамички  ојачаних  композита  већи  од  коефицијента  трења  основног  материјала   (слика  3.20).  Истовремено,  коефицијент  трења  хибридног  Al/10SiC/1Gr  је  мањи  од  коефицијента трења основног материјала (А356).  Lagiewka и сарадници [56] су испитивали триболошки утицај комбинованог ојачивача  силицијум‐карбида  (SiC)  и  графита  на  хибридни  композит  са  матрицом  AlMg10.  Испитивани  су  хибридни  композити  са  следећим  саставима  ојачивача:  5%SiC2%Gr,  5%SiC5%Gr, 15%SiC2%Gr, 15%SiC5%Gr.  Триболошка  испитивања  су  вршена  на  трибометру  Т‐05  са  оптерећењем  од  50  N  и  дужини  клизања  од  3000  m.  Резултати  показују  да  је  отпорност  на  хабање  хибридних  композита  већа  од  отпорности  на  хабање  основног  материјала  AG10.  Такође  за  исту  вредност  SiC  већа  отпорност  на  хабање  се  јавља  код  композита  са  већим  садржајем  графита. Истовремено са повећањем садржаја SiC расте отпорност на хабање композита.  Највећа  отпорност  на  хабање  јавља  се  код  хибридних  композита  са  15%SiC5%Gr   (слика 3.21).    Слика 3.21. Зависност хабања од пута клизања [56]  Када  је  реч  о  тврдоћи,  она  расте  са  повећањем  садржаја  SiC,  а  опада  са  повећањем  садржаја графита. Тврдоћа има највеће вредности за композит са 15%SiC2%Gr, а најмање  вредности за композит са 5%SiC5%Gr (слика 3.22).  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 34    Слика 3.22. Тврдоћа композитних материјала у зависности од садржаја ојачивача [56]      Слика 3.23. Зависност затезне чврстоће и модула еластичности хибридних композита од садржаја  и величине честица графита [57]  Кинески  научник  Leng  и  сарадници  [57‐58]  анализирали  су  утицај  величине  честица  графита  и  његовог  садржаја  на  триболошке  и  механичке  карактеристике  хибридних  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 35  композита. За основу хибридних композита користи се алуминијумска легура Al 2024. Као  ојачивачи користе се SiC у садржају од 40%, величине честице 3 µm и графит у садржају од  3%, 5% и 7% величина честица од 1,6,10,20 i 70 µm.  Анализа  механичких  карактеристика  показује  да  затезна  чврстоћа  и  модул  еластичности  директно  зависе  од  вредности  процентуалног  удела  графита,  али  и  од  величине  честица  графита.  Наиме,  и модул  еластичности  и  затезна  чврстоћа  опадају  са  повећањем садржаја графита и повећањем честица графита (слика 3.23).  Индијски  научници  Ravindran  и  др  [35,  36,  59]проучавали  су  триболошко  понашање  хибридних композита са основом од алуминијумске легуре А2024. Хибридни композити  су добијени металургијом праха са 5% SiC и (0, 5 и 10%) графита. Триболошка испитивања  вршена  су  по  стандарду  ASTM  G99‐05  на  трибометру  са  pin  on  disc  контактним  паром.  Материјал  контратела  је  челик  EN31.  План  експеримента  се  базира  на  варирању  оптерећења од 10 N и 20 N, два пута клизања од 1000 m и 3000 m и две брзине клизања   1 m/s и 2 m/s. Величина честица силицијум‐карбида је од 43÷53 µm, густине 3.22 g/cm3, а  величина  честица  графита  од  43÷60  µm,  густине  од  2.09÷2.23  g/cm3.  Густина  добијених  хибридних композита се креће од 2.82÷2.89 g/cm3, а тврдоћа од 51÷55 BHN.   Анализа  добијених  резултата  извршена  је  помоћу  ANOVA  статистичког  програма  и  показује да коефицијент трења расте  са повећањем пута клизања, оптерећења и брзине  клизања. Истовремено, коефицијент трења опада са повећањем садржаја графита до 5%, а  поново  расте  за  хибридне  композите  са  10%  графита  (слика  3.24).  Када  је  реч  о  интензитету  хабања,  он  расте  са  повећањем  оптерећења  и  пута  клизања,  а  опада  са  повећањем  брзине  клизања.  Додавањем  графита  од  5%  смањује  се  хабање,  али  поново  расте  са  повећањем  садржаја  графита  од  10%  (слика  3.25).  Најбоље  триболошке  карактеристике  показује  хибридни  композит  Аl/5SiC/5Gr  (са  5%  SiC  и  5%Gr),  док  даље  повећање графита повећава хабање и коефицијент трења. Такође,  SEM анализа показује  да је деламинационо хабање доминантан механизам хабања хибридног композита [59].    Слика 3.24. Зависност коефицијента трења од оптерећења, брзине клизања, пута клизања и  садржаја графита [59]  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 36    Слика 3.25. Зависност хабања од оптерећења, брзине клизања, пута клизања и садржаја графита  [59]                                                        Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 37  3.3.  Преглед  основних  карактеристика  хибридних  композита  са  алуминијумском  матрицом    У  Табели  2.2  дат  је  приказ  основних  информација  карактеристичних  за  испитивање  триболошких и механичких карактеристика Al‐SiC‐Gr хибридних композита [37‐59].  Табела 2.2. Преглед основних карактеристика анализираних хибридних композита  Литература  Guo и Tsao [37]  Riahi и Alpas [38]  Basavarajappa и  др. [39‐41]  Surescha и  Sridhara [42‐45] Опрема  Instron 1125  Block on ring  трибометар    Pin on disc  трибометар  ASTM G99‐95  Pin on disc  трибометар  ASTM G99‐95a  Ојачивач  SiC, графит  SiC, Al2O3, графит  SiC, графит  SiC, графит  Садржај  ојачивача  10 % (v/o) SiC  2,5,8 % (v/o)  графита  10% SiC  5% Al2O3  3% графита  5,10,15 % SiC  3% графита  0, 1.25, 2.5, 3.75,  5.0 % SiC  0, 1.25, 2.5, 3.75,  5.0 % графита  Величина  ојачивача,  µm  SiC – 45 µm  Графит – 8 µm  SiC – 16 µm  Графит – 80 и  138 µm  Al2O3 – 17 µm  Графит – 70 и  170 µm  SiC – 25 µm  Графит – 45 µm  SiC – 10‐20 µm  Графит – 70‐80  µm  Матрица –  основа  Al 6061  A356  Al 2219  LM25 (AL ‐  Si7Mg0.5)  Поступак  добијања  композита  Semi‐solid  powder  densification    Liguid metallurgy technique  Stir casting  Контратело  A356  SAE (AISI) 52100  Челик EN32 ‐ 65 HRc  Челик EN 31 –  Ra=0.1 µm  Брзина  клизања,  m/s  1.09  0.2‐3.0  1.53, 3.0, 4.6 i 6.1  0.4‐2.0  Нормално  оптерећење,  N    5‐420  10‐60  15‐75  Контактни  притисак,  MPa  0.094        Пут  клизања, m      5000  400‐2000      Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 38  Табела 2.2. Преглед основних карактеристика анализираних хибридних композита‐наставак  Литература  Leng и др. [46,47]  Mahdavi и  Akhlaghi [48,49] Mahdavi и  Akhlaghi [50]  Mahdavi и  Akhlaghi [51]  Опрема  Block on ring трибометар  Pin on disc  трибометар  Pin on disc  трибометар  Pin on disc  трибометар  Ојачивач  SiC, графит  SiC, графит  SiC, графит  SiC, графит  Садржај  ојачивача  40 % SiC  5% графита  0‐40 % SiC  9 % графита  30 % SiC  0‐13 % графита  10 % SiC  0‐5 % графита  Величина  ојачивача,  µm  SiC – 3 µm  Графит – 1,6,20  µm  SiC – 19 µm  Графит – 75 µm  SiC – 93 µm  Графит – 75 µm  SiC – 19, 93 и 146  µm  Графит – 75 µm  Матрица –  основа  Al2024  Al6061  Al6061  Al6061  Поступак  добијања  композита  Squeeze casting  In situ Powder Metallurgy (IPM)  In situ Powder  Metallurgy (IPM)  In situ Powder  Metallurgy (IPM)  Контратело  Челик W18Cr4V  Челик (1.5Cr, 1C,  0.35Mn, 0.25Si)  64 HRc.  Челик (1.5Cr, 1C,  0.35Mn, 0.25Si) 64  HRc.  Челик (1.5Cr, 1C,  0.35Mn, 0.25Si)  64 HRc.  Брзина  клизања,  m/s  0.4  0.5  0.5  0.5  Нормално  оптерећење,  N  150  20  20  20  Контактни  притисак,  MPa    1  1  1  Пут клизања,  m  120s (time)  250, 500, 750 и  1000  250, 500, 750 и  1000  250, 500, 750 и 1000                Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 39  Табела 2.2. Преглед основних карактеристика анализираних хибридних композита‐наставак  Литература  Ames и Alpas [52]  Vencl и др.  [53‐55]  Lagiewka и  др. [56]  Leng и др.  [57,58]  Ravindran и  др.  [35,36,59]  Опрема  Block on ring трибометар  Pin on disc  трибометар  Трибометар T‐ 05    Pin on disc  трибометар  Ојачивач  SiC, графит  SiC, Al2O3, графит  SiC, графит  SiC, графит  SiC, графит  Садржај  ојачивача  20 % SiC  3‐10 %  графита  10% SiC  10% Al2O3  1% графита  5,15 % SiC  2,5 % графита  40 % SiC  3,5,7%  графита  5 % SiC  5 и 10 %  графита  Величина  ојачивача,  µm    SiC – 39 µm  Графит – 35  µm    SiC – 3 µm  Графит –  1,6,10,20,70  µm  SiC – 43‐53  µm  Графит – 43‐ 60 µm  Матрица –  основа  A356  A356  AlMg10  Al2024  Al2024  Поступак  добијања  композита    Compocasting    Squeeze casting  Металургија  праха  Контратело          Челик EN 31  Брзина  клизања,  m/s    0.06 (0.038)      1 и 2  Нормално  оптерећење,  N  1‐441  1  50    10 и 20  Контактни  притисак,  MPa            Пут клизања,  m    500  3000    1000 и 3000      Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 40  4    Поступак добијања хибридних композита са основом од легуре  алуминијума       4.1. Избор одговарајућег поступка за добијање хибридних композита    Циљ  истраживања  представља  испитивање  триболошких  карактеристика  хибридних  композита  са  алуминијумском  основом.  Хибридни  композити  су  композити  код  којих  постоје  две  или  више  врста  или  облика  ојачивача  и/или  побољшивача.  Најчешће  коришћени  ојачивач  код  композита  на  бази  алуминијума  је  силицијум‐карбид  (SiC),  а  побољшивач  (пре  свега  карактеристика  трења)  је  графит.  Својства  композита  у  великој  мери  зависе  од  облика,  димензија  и  процентуалног  садржаја  ојачивача  односно  побољшивача, као и примењене технологије добијања композита [60‐63] .  Постоји више технологија производње композитних материјала са металном основом, а  најчешће  су:  технологија металургије  праха  или нека  од  технологија  ингот металургије  (ливењем).  Ливење  у  полуочврслом  стању  је  једна  од  технологија  која  се  примењује  за  добијање композита. Оно може да се јави у две варијанте: као реокастинг поступак и као  поступак тиксоливења. Обе варијанте се могу применити за производњу композита и тада  говоримо о компокастинг поступку. Овај поступак спада у групу технологија код којих се  врши прерада надеутектичких и подеутектичких легура у полуочврслом стању [3, 64‐66].  Анализом  различитих  поступака  добијања  композита  уочене  су  следеће  предности  компокастинг поступка у односу на друге поступке ингот металургије.   Честице ојачивача се релативно лако инфилтрирају, практично заробљавају. Овим се  избегава решавање проблема квашљивости на граници основе и ојачивача, који  је  један  од  највећих  проблема  у  поступцима  инфилтрације  честица  када  је  основна  легура  у  течном стању [67];   Трошкови (цена израде композита) су нижи [68];   Погодном комбинацијом параметара мешања полуочврслог  растопа  са  инфилтрираним  честицама, могуће је постићи повољну расподелу честица ојачивача у основи композита и на  тај начин утицати на његове механичке особине;  Будући да се компокастинг поступком могу произвести композитни материјали у облику  тзв.  тиксоингота,  овај  поступак  је  могуће  користити  и  као  предпоступак  за  добијање  полупроизвода  који  накнадно  могу  бити  прерађени  применом  технологија  као  што  су  ливење гњечењем, ливење мешањем [69], ваљање, ковање или пресовање [70].   Табела 4.1. Хемијски састав (мас. %) А356 легуре  Елемент  Si  Cu  Mg  Mn  Fe  Zn  Ni  Ti  Al  Проценат  7,20  0,02  0,29  0,01  0,18  0,01  0,02  0,11  остатак  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 41  Као  основа  за  добијање  композита  коришћена  је  подеутектичка  Al‐Si  легура  EN  AlSi7Mg0,3 (А356 легура) хемијског састава датог у табели 4.1.  А356  легура  је  легура  алуминијума  са  силицијумом  уз  додатак  мале  количине  магнезијума,  предвиђена  за ливење. Широко  је  примењена  у  аутомобилској  и  авионској  индустрији.  Одликује  се  одличном  ливкошћу  и  отпорношћу  на  корозију.  Термичком  обрадом, посебно Т6 режимом термичке обраде значајно се побољшавају њене механичке  карактеристике  [71].  Ово  условљава  стално  ширење  њене  примене,  посебно  у  аутомобилској индустрији  где  се користи као  замена  за челик и ливено  гвожђе. У циљу  побољшања  отпорности  на  хабање  овој  легури  се  често  додају  разни  ојачивачи  –  керамичке  честице  и  влакна  SiC,  Al2O3  и  други  [72‐80].  Такође,  у  новије  време  експериментално се додаје графит [81].  С  обзиром  на  постављени  задатак  и  изабрани  технолошки  поступак  добијања  композита у Лабораторији за материјале Института за нуклеарне науке “Винча“ развијени  су хибридни композити са алуминијумском матрицом од А356 легуре и ојачивачима SiC и  графитом.    4.2.  Поступак  добијања  хибридних  композита  са  основом  од  A356  легуре  алуминијума уз додатак 10 мас. % честица SiC и 1, 3 и 5 мас. % честица графита      Композити су добијени компокастинг поступком (инфилтрацијом честица ојачивача у  полуочврсли растоп А356 легуре) применом лабораторијске опреме приказане на слици  4.1, која се састојала од процесног дела (1 – 4) и дела за мерење и регулацију температуре  (5 – 8). Керамички лонац (2)  је био израђен од алумине из више слојева [82]. Детаљнији  опис саме апаратуре приказан је у референцама [64‐66, 83].      Слика 4.1. Шема апаратуре за извођење компокастинг поступка  Припрема материјала се састојала од хемијског чишћења основе (А356 легуре), њеног  уношења у претходно предгрејани лонац електроотпорне пећи, топљења и прегревања до  650  °C  (област  течне  фазе)  ради  чишћења  шљаке.  У  циљу  добијања  двојног  хибридног  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 42  композита (А356 легура + 10 мас. % SiC + 1, 3 или 5 мас. % графита) одмерене количине  прахова  SiC  и  графита  су  претходно  добро  промешане  у  чврстом  стању,  предгрејане  на   150°C  и  након  тога  коришћене  у  процесу  инфилтрације.  Средња  вредност  пречника  честица SiC  је била 39 μm,  а честица  графита 35 μm. Припрема полуочврслог растопа  се  састојала од хлађења растопа А356 легуре до радне температуре (температурног опсега)  планиране  за  извођење  компокастинг  поступка  (600  ±  3°C,  односно  33  мас.  %  чврсте  фазе).  По  достизању  ове  температуре  њена  вредност  је  одржавана  сталном  (помоћу  регулатора температуре) око 10 минута пре почетка инфилтрације и касније током самог  процеса инфилтрације. Пре процеса инфилтрације у полуочврсли растоп је унет плочасти  мешач и извршено  је изотермско мешање  (на 600°C) у  трајању од 5 минута,  са брзином  обртања  мешача  од  500  о/min.  Изотермско  мешање  је  извршено  у  циљу  разбијања  дендритне  структуре  која  је  настала  током  хлађења  растопа  и  олакшавања  процеса  инфилтрације.  За  оба  композита  инфилтрација  је  обављена  за  време  од  7  минута  континуираним  дозирањем честица у зону уз вратило мешача, при брзини обртања мешача од 500 о/min.  У  овој  фази  је  са  повећањем  количине  честица  температура  лагано  дизана  до  610  °C  у  циљу  олакшавања  инфилтрације,  будући  да  се  са  додатком  честица  (секундарна  фаза)  повећавао  вискозитет  полуочврслог  растопа  основе.  Након  инфилтрације  честица  извршено је мешање у две етапе. Прва (краћа) етапа је служила за стабилизовање процеса  и трајала  је 2 минута, при брзини обртања мешача од 1000 о/min. За време трајања ове  етапе  температура  полуочврслог  растопа  је  враћена  на  600°C.  Друга  (дужа)  етапа  у  трајању од 5 минута извршена је са брзином обртања мешача од 1500 о/min у изотермном  режиму,  при  температури  од  600  ±  3°C.  Ливење  полуочврслих  растопа  извршено  је  челичну  кокилу  предгрејану  на  500°C.  На  тај  начин  добијени  су  призматични  одливци  композита димензија 20 × 30 × 100 mm. Из ових одливака  су машински израђени мањи  призматични  узорци  који  су  затим  топло  пресовани  у  специјалном  алату  [83]  на  температури од 570°C са примењеном силом од 60 kN. На овај начин су добијени узорци  димензија 20 х 30 х 6 mm, који су затим машинском обрадом обрађени на потребне мере и  као  такви  коришћени  за  триболошка  испитивања.  Из  истих  узорака  машински  су  израђени узорци за структурна испитивања и узорци за мерење тврдоће.  У  делу  термичке  обраде,  примењен  је  комерцијални  поступак  Т6  који  се  састојао  од  растварајућег жарења на 540 °C (6 часова), каљења у води и старења на температури од  160 °C за време од 6 часова.  На  слици  4.2  приказан  је  општи  изглед  структуре  основног  материјала  (А356),  а  на  слици 4.3 структура класичног композита (А356 легура + 10 мас. % SiC), величине честица  SiC  око  40  μm.  Накупине  честица  ојачивача  су  типа  II  [84].  Уочава  се  да  је  основа  добро  попуњена честицама ојачивача односно да је смањења површина основе без честица, што  указује  на  доста  повољну  расподелу  честица  SiC  у  основној  А356  легури.  Може  се  оправдано  претпоставити  да  су  се  честице  SiC  током  мешања,  поред  течне  фазе,  распоредиле  и  у  област  чврсте  фазе  полуочврслог  растопа.  По  престанку  мешања,  ове  честице су остале „заробљене“ у обе фазе. На основу слике 4.3 може се констатовати да, на  овом  нивоу  испитивања,  није  уочена  појава  прекида  граничне  површине.  Поред  тога,  у  околини честица SiC, видљиве су и нодуле силицијума.  Структуре хибридних композита (А356 легура + 10 мас. % SiC + 1, 3 и 5 мас. % графита),  приказане  су  на  сликама  4.4,  4.5  и  4.6.  Може  се  видети  да  је  ова  структура  слична  структури  класичног  композита  (слика  4.3). Меке  честице  графита  нису  задржале  своју  просечну  величину  (35  μm)  током  поступка  добијања  композита.  Наиме,  у  процесу  припреме (мешање са честицама SiC) дошло  је до њихове ерозије и уситњавања. Ерозија  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 43  ових  честица  је  настављена  при  мешању  током  компокастинг  поступка  (судари  са  честицама SiC, честицама α фазе, активним делом мешача и зидом лонца). На сликама 4.4,  4.5 и 4.6 се могу уочити и крупније и ситније честице графита, као и слојеви графита.  Структуре  испитиваних  материјала  посматране  су  на  металуршком  микроскопу Meiji  Techno  МТ  8500  у  Центру  за  трибологију  на Факултету  инжењерских  наука  (слика  4.7).  Дати  микроскоп  је  компјутерски  подржан,  а  могуће  је  посматрање  материјала  са  увећањима од 50, 100, 200, 400, 500 и 1000. Микроскоп МТ 8500 са Plan EPI BD  оптиком  обезбеђује изузетно светлу и оштру слику са добрим контрастом боја.        Слика 4.2. Структура основног материјала А356       Слика 4.3. Структура класичног композита (А356 + 10 мас. %  SiC)        Слика 4.4. Структура хибридног композита (А356 + 10 мас. %  SiC + 1% мас. графит)  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 44        Слика 4.5. Структура хибридног композита (А356 + 10 мас. % SiC + 3 мас. % графит)          Слика 4.6. Структура хибридног композита (А356 + 10 мас. % SiC + 5 мас. % графит)      Слика 4.7. Металуршки микроскоп МТ8500   Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 45  У табели 4.2 и на слици 4.8 дате су тврдоће основног материјала, класичног композита  као и хибридних композита. Очигледно је да са додавањем графита у основни материјал и  класичан композит долази до смањења тврдоће, што је у складу са литературом [37,42,43,  49,50,56,59].      Слика 4.8. Тврдоће основног материјала, класичног и хибридних композита    Табела 4.2. Тврдоће легуре и испитиваних композита    Материјал  Тврдоћа, HV  A356  85  А356 + 10 мас. % SiC  68  А356 + 10 мас. % SiC + 1% мас. графит 60  А356 + 10 мас. % SiC + 3% мас. графит 46  А356 + 10 мас. % SiC + 5% мас. графит 40            0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 A356 A356+10SiC A356+10SiC+1Gr A356+10SiC+3Gr A356+10SiC+5Gr Твр до ћа , H V Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 46  5    ИСПИТИВАЊЕ ТРИБОЛОШКИХ КАРАКТЕРИСТИКА ХИБРИДНИХ  КОМПОЗИТА      5.1. Опрема за испитивање триболошких карактеристика       Испитивање  триболошких  карактеристика  хибридних  композита  са  основом  алуминијума су моделског типа и обављена су на унапређеном и компјутерски подржаном  трибометру  ТR‐95  са  block‐on‐disc  контактном  геометријом  у  Центру  за  трибологију  Факултета инжењерских наука у Крагујевцу (слика 5.1).      Слика 5.1. Трибомеханички систем са улазним и излазним параметрима   Трибометар ТР‐95 омогућава варирање услова контакта са аспекта облика, димензија и  материјала контактних елемената, нормалног контактног оптерећења и брзине клизања.  Испитивања се могу вршити у условима са подмазивањем и без подмазивања [85‐96] .  Основну  конфигурацију  трибометра  чине:  погонски  систем,  систем  за  оптерећење,  систем  за  вођење,  систем  за  подмазивање,  систем  за  самоподешавање  блока  и  мерни  систем (слика 5.2).  Погонски  систем  чини  електромотор  са  ременицама,  каишем  и  варијатором  који  омогућују варирање бројева обртаја од 100 до 1200 о/min. На главном вратилу налази се  ротациони  диск.  Систем  за  оптерећење  помоћу  тегова  или  навојним  паром  омогућује  оптерећење  контактних  парова  од  0  до  500  N.  Систем  за  вођење  је  реализован  помоћу  линеарних ваљкастих лежајева, код кога је преднапрезањем елиминисан зазор. Систем за  подмазивање чине различите посуде за мазиво или систем за довод уља за подмазивање у  зону контакта.  Блок Диск Мазиво Нормална сила Брзина контакта Време контакта  Врста мазива  Сила трења Коефицијент трења  Параметри хабања Температура Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 47  Систем за самоподешавање блока и диска има задатак да у сваком тренутку обезбеди  преношење нормалног оптерећења у правцу осе диска и контакт целом дужином блока на  диску.  Овај  систем  је  реализован  конструкцијом  специјалног  ротирајућег  носача  блока  (слика 5.3).    Слика 5.2. Трибометар TR‐95  Слика 5.3. Носач блока  5.2. Mерни систем    За  експериментално  испитивање  формиран  је  и  одговарајући  мерни  систем  који  се  састоји од:  • динамометара (са мерним тракама повезаним у пун Wheaston‐ов мост),  • мерног појачавача,  • АД претварача и  • PC рачунара.  Изглед  мерног  система  дат  је  на  слици  5.4.  Овај  мерни  систем  омогућава  мерење  нормалне силе и силе трења. Елиминисање утицаја тежине покретних елемената врши се  посебним системом опруга. Мерни сигнали са давача сила се појачавају и уводе у рачунар  помоћу двоканалног мерног моста ‐ појачавача и А/Д конвертора.  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 48    Слика 5.4. Изглед мерног система  АД претварач поседује 8 аналогних улаза (12‐bit, 10 kS/s), два аналогна излаза (12‐bit,  150  S/s),  односно 12 дигитално излазно/улазних канала и 32‐битни бројач. Произвођач  картице  је  National  Instruments,  ознаке  6008.  На  слици  5.5  приказана  је  картица  са  конекторима.  Конектором  3  (USB  каблом)  остварује  се  конекција  између  рачунара  и  картице.  Конекторима  означеним  бројем  2  на  слици,  остварује  се  аналогно/дигитална  конекција са објектом управљања.      Слика 5.5. АД конвертор ‐ претварач Пре мерења било  је  потребно извршити калибрацију  динамометара. Динамометри  су  оптерећивани  теговима  познате  тежине  од  100  gr  до  4  kg,  са  прираштајем  од  100  gr,  а  одзив давача је регистрован у волтима за познате улазне величине (силе у daN). На основу  овако добијених зависности формиране су калибрационе криве и одређене калибрационе  константе,  слика  5.6.  Калибрационе  константе  су  уведене  у мерни ланац,  тако  да  је  као  резултат  мерења  на  излазу  добијана  вредност  мерних  величина  Fn  и  Ft  у  њиховим  физичким јединицама (daN).  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 49  Калибрација динанометра је вршена у оба смера (на притисак и истезање) улазног  оптерећења и при томе се калибрационе криве поклапају.   Ft = -0.0327+1.0424*x Fn = -0.013+0.2658*x 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 Fn, Ft, daN 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 На по н, V  Ft,  Kt=0.96145  Fn, Kn=3.75798 Слика 5.6. Калибрационе зависности Fn и Ft динамометра  Функционисање  мерног  система  одвија  се  кроз  процес  АД  конверзије  и  аквизиције  сигнала  нормалне  силе  Fn  и  силе  трења  Ft,  како  би  се  добио  рачунски  сигнал  коефицијента  трења.  Одвијање  АД  конверзије,  аквизиција  података  и  њихове  анализе,  приказане су блок дијаграмом на слици 5.7.  Слика 5.7. Блок дијаграм процеса аквизиције података Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 50  Аналогни  сигнали  сила  Fn  и  Ft  доводе  се  са  динамометара  (мерних  давача),  преко  појачавача на АД конвертор (претварач), а затим се сигнал шаље у PC рачунар.  За аквизицију података коришћен је софтвер LabVIEW верзија 10.0. За праћење процеса  и запис сигнала на диск рачунара, израђена је одговарајућа корисничка апликација, слика  5.8.     Слика 5.8. Корисничка апликација израђена у LabVIEW‐у  Ова апликација омогућава:  • прикупљање података са трибометра континуално у току времена,  • приказ (нумерички и графички) вредности мерених величина у реалном времену,  • калибрацију физичких величина које се мере на трибометру,  • креирање датотека са подацима мерених величина који се чувају на диску рачунара,  • приказ резултата мерења.  Помоћу  софтвера  са  А/Д  конвертора  прикупљају  се  подаци  о  вредностима  мерених  величина (нормална сила и сила трења). Софтвер омогућава да се врши креирање нових  података  на  бази  мерених  вредности.  Ова  могућност  је  искоришћена  за  аутоматско  генерисање  коефицијента  трења  µ  у  реалном  времену,  коришћењем  математичке  операције дељења тренутних података силе трења и нормалног оптерећења. Поред тога,  формиране су и средње вредности нормалне силе Fn(sr),  силе трења Ft(sr) и  коефицијента  трења µ(sr) методом покретних средина.   Ова метода се састоји у томе што се уместо сваке реално измерене величине временске  серије  узима  аритметичка  средина  низа  података  у  коме  је  она  средња.  Током  мерења  коришћена  је  аритметичка  средина  5  тачака,  што  значи  да  се  првом  аритметичком  средином замењуjе трећа тачка, затим аритметичком средином од друге до шесте тачке,  смењује се четврта тачка итд. Оваква метода покретних средина има за циљ уједначавање  линија  тренда,  али  и  поштовање  основних  варијација  временских  серија.  Подаци  се  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 51  заједно са подацима о мереним силама приказују на екрану монитора и снимају на диск  рачунара. Креирана датотека на диску рачунара је у облику ASCII датотеке, табела 5.1.  Квалитет  софтвера  се  огледа  у  прегледном  радном  окружењу  (мониторингу  процеса  испитивања),  које  пружа  не  само  графички  приказ  сигнала  мерене  величине  већ  њену  тренутну нумеричку вредност и осредњену вредност у одређеном временском интервалу,  слика 5.9.   Аквизиција сигнала свих мерених вредности вршена је са 100 тачака у секунди (100 Hz)  у времену од 60 секунди.  Табела 5.1. Изглед креиране датотеке током испитивања  t  s  Fn  daN  Ft   daN  µ  Fn(sr)  daN  Ft(sr)  daN  µsr  0  4.044  0.222 0.067 4 0.268 0.067  2  4.044  0.315 0.067 4.008 0.268 0.067  4  3.988  0.194 0.066 4.001 0.265 0.066  6  3.931  0.236 0.066 3.999 0.264 0.066  8  3.969  0.287 0.066 4.002 0.265 0.066  10  4.025  0.319 0.066 3.998 0.265 0.066  12  4.062  0.282 0.066 4.003 0.266 0.066  14  4.025  0.259 0.066 3.992 0.264 0.066  16  3.95  0.241 0.066 3.993 0.264 0.066  18  3.913  0.25 0.066 3.993 0.264 0.066  20  3.988  0.361 0.066 3.993 0.264 0.066  ...  ...  ...  ...  ...  ...  ...  Слика 5.9. Сигнали тренутних и осредњених вредности Fn, Ft и µ  Као  основни  параметар  хабања  коришћена  је  ширина  трага  хабања  на  контактној  површини блока, како је то приказано на слици 5.10.   Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 52  h R diska    5 1i hisrh Слика 5.10. Ширина трага хабања на блоку    Мерење је вршено на пет места, а затим је израчунавана средња аритметичка вредност  која  је  узимана  као  меродавна  за  поређења  ширине  трагова  хабања.  На  слици  5.11  приказан је просторни изглед похабане површине блока снимљен помоћу мерног уређаја  Talysurf 6.  Слика 5.11. Профилометрисање похабаног дела површине блока   Мерење  ширине  трага  хабања  на  контактним  површинама  блока  вршена  је  на  универзалном  мерном  микроскопу  UIM‐21,  слика  5.12  и  на  металуршком  мерном  микроскопу MT8500 слика 4.7.   Слика 5.12. Универзални мерни микроскоп UIM‐21 Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 53  5.3. Контактни елементи    Испитивани контактни пар одговара  захтевима ASTM G 77  стандарда. Контактни пар  чине  ротациони  диск  пречника  Dd=35  mm  и  ширине  bd=6.35  mm  и  стационарни  блок  ширине bb=6.35 mm, дужине lb=15.75 mm и висине hb=10.16 mm (слике 5.13 и 5.14).       Слика 5.13. Димензије диска према ASTM G 77  стандарду        Слика 5.14. Димензије блока према ASTM G 77  стандарду Дискови  су израђени од челика Č 3840  (90MnCrV8) тврдоће 62  ‐ 64 HRC са брушеним  површинама, храпавости Ra=0.45 μm, а блокови од испитиваних композитних материјала.  Фотографски приказ блока и диска као и контактна геометрија, дати су на слици 5.15.    Слика 5.15. Диск и блок    Блок Диск Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 54  5.4. Микрогеометрија контактних површина    Микрогеометрија  контактних  површина  представља  значајну  карактеристику  структуре испитиваног трибомеханичког система, која има динамички карактер.  Овај  значај  проистиче  из  чињенице  да  почетно  стање  микрогеометрије  утиче  на  интензитет почетних триболошких процеса. Наиме, зависност процеса хабања од времена  остваривања контакта карактерише постојање иницијалног периода интензивног хабања  у току којег се завршава процес уходавања површина. У том процесу разарају се почетне  микронеравнине,  образују  се  нове  и  на  тај  начин  се  ствара  микрогеометрија  измењене  структуре (слика 5.16).    Слика 5.16. Површина пре и после уходавања  У оквиру мерног система коришћен је компјутеризовани мерни уређај Talysurf 6 (5.17),  који  омогућава  комплексно  дефинисање  стања  контактних  површина  [97].  Овај  уређај  одликује широк спектар могућности, као што су:   Мерење основних и допунских параметара храпавости и валовитости,   Статистичка обрада резултата мерења параметара храпавости,   Приказивање резултата на екрану, њихово меморисање и штампање,   Просторно скенирање површине.  Коришћењем овог мерног  система добијена  је представа о почетној микрогеометрији  контактних површина испитиваних материјала.  Микрогеометрија  контактних  површина  испитиваних  композитних  материјала  представљена је преко основних параметара храпавости:   Rmax ‐ максимална висина профила на дужини оцењивања,   Rz ‐ средња висина профила на дужини оцењивања,  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 55   Ra ‐ средње аритметичко одступање профила на дужини оцењивања,  и преко допунских параметра храпавости:  Криве ношења профила ‐ дијаграм који представља однос између вредности релативне  дужине ношења и нивоа пресека профила,  Расподела амплитуда ‐ број тачака чија се одступања профила налазе у зони између две  линије  паралелне  средњој  линији  у функцији  средњег  растојања  ових  двеју  паралелних  линија од средње линије    Слика 5.17. Мерни уређај Talysurf‐6    5.5. План триболошких испитивања    Испитивање  триболошких  карактеристика  хибридних  композита  извршено  је  на  трибометру ТR‐95 са block‐on‐disc контактним паром за различита нормална оптерећења,  брзине  клизања,  путеве  клизања  са  и  без  подмазивања.  Наиме,  план  триболошких  испитивања се базира на варирању три различита нормална оптерећења од 10 N, 20 N и  30N,  три  различите  брзине  од  0.25  m/s,  0.5  m/s  и  1  m/s  .  При  томе  се  врши  мерење  коефицијента трења и ширине трага хабања за различите дужине клизања (30, 60, 90, 150,  300, 600 и 900m) без подмазивања.  Када  је  подмазивање  у  питању,  испитивања  су  реализована  такође  за  три  различита  оптерећења    (40  N,  80  N  и  120  N)  и  три  брзине  клизања  (0.25  m/s,  0.5  m/s  и  1  m/s).  Одређивање  коефицијента  трења  и  ширине  трага  хабања  вршено  је  за  пређени  пут  од  1200 m и 2400 m. У табели 5.2 дат ја план триболошких испитивања.          Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 56  Ус ло ви  ис пи ти ва ња   Бе з п од ма зи ва ња   Пу т к ли зањ а, m   60 0   90 0   Бр зи на  кл из ањ а   V,  m/ s  0.2 5  0.5 0  1.0   0.2 5  0.5 0  1.0   Но рм ал но  оп те ре ће ње   Fn , N   10   20   30   10   20   30   10   20   30   10   20   30   10   20   30   10   20   30   Ко еф иц ије нт  тр ењ а, µ   *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  Ши ри на  тр ага  ха ба ња ,  h, m   *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  A3 56   *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  A356  10 %  SiC  0%  Gr   *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  1%  Gr   *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  3%  Gr   *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  5%  Gr   *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *    Ус ло ви  ис пи ти ва ња   Са  по дм ази ва ње м  Пу т к ли зањ а, m   12 00   24 00   Бр зи на  кл из ањ а   V,  m/ s  0.2 5  0.5 0  1.0   0.2 5  0.5 0  1.0   Но рм ал но  оп те ре ће ње   Fn , N   40   80   12 0  40   80   12 0  40   80   12 0  40   80   12 0  40   80   12 0  40   80   12 0  Ко еф иц ије нт  тр ењ а, µ   *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  Ши ри на  тр ага  ха ба ња ,  h, m   *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  A3 56   *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  A356  10 %  SiC  0%  Gr   *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  1%  Gr   *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  3%  Gr   *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  5%  Gr   *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  Табела 5.2. План триболошких испитивања      Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 57  5.6. СЕМ микроскопија    Након завршених триболошких испитивања, извршена  је анализа врсте и механизама  хабања  као  и  анализа  стања  контактних  површина  блокова.  Анализа  контактних  површина је извршена на СЕМ (Scanning electron microskope, SEM) микроскопу на Рударско‐ геолошком  факултету  у  Београду.  СЕМ    микроскоп  припада  групи  електронских  микроскопа  који  сликање  површине  узорка  врше  скенирајући  површину  усмереним  високо  енергетским  зрацима  електрона  у  виду  растера.  Електрони  интереагују  са  атомима,  производећи  при  томе  сигнале  који  садрже  информације  о  топографији  површине,  хемијском  саставу  и  осталим  особинама.  СЕМ  може  ко  излазне  да  даје  различите  врсте  сигнала:  секундарни  електрони  (енг.  secondary  electron  imaging,  SEI),  зраци повратног  расејања  (енг. back‐scattered  electrons, BSE),  карактеристични X  зраци и  други облици електронске трансмисије. Слике добијене секундарним електронима (СЕИ)  а често и БСЕ слике, су уобичајене за све СЕМ микроскопе. Остале врсте сигнала могу бити  укључене у анализу али су већином везани за специфични дизајн.   СЕМ микроскоп даје врло високу резолуцију слике откривајући детаље и мање од 1 nm  величине. Због уско фокусираног зрака електрона, СЕМ фотографије имају дубоку дубину  слике  дајући  одличне  3D  изглед  слике,  што  је  веома  корисна  опција  за  разумевање  структуре површине посматраног материјала. На располагању је широк спектар увећања,  од око 10 x (као код лупе) до више од 500,000 x,  (око 250 пута веће од границе увећања  код обичних оптичких микроскопа).   СЕМ‐ЕДС микроскоп приказан  је на слици 5.18. То  је ниско вакуумски СЕМ микроскоп  JEOL  JSM‐6610LV  са: Everhart‐Thornley  детектором  за  секундарне  електроне  (СЕИ  слике);  БСЕ детектором; ЕДС детектором. Шематски приказ елемената СЕМ микроскопа дат је на  слици 5.19 [98,99].       Слика 5.18. SEM‐EDS микроскоп JEOL JSM‐6610LV  У унутрашњости кућишта микроскопа налази се извор који емитује електронске зраке.  Од  основних  елемената  у  систему  су  и:  сабирна  сочива,  елементи  за  усмеравање  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 58  електронских зрака и сочива објектива. Елементи за усмеравање електронских зрака воде  зраке преко површине узорка, тиме што скрећу зрак у x и y правцу, тако да се правоугаона  површина  растерски  скенира.  Сочива  објектива фокусирају  слику  на  тачку  величине  од  0.4 nm до 5 nm у пречнику. При интеракцији примарних електрона са узорком, електрони  губе  енергију  понављаним  случајним  расејањем  и  апсорпцијом  у  оквиру  запремине  интеракције.    Слика 5.19. Шематски приказ елемената СЕМ микроскопа  Величина  запремине  интеракције  зависи  од  енергије  долазећих  електрона,  атомског  броја материјала површине узорка са којим улазе у интеракцију и густине узорка. Размена  енергије  између  електрона  и  површине  узорка  као  последицу  даје  рефлексију  високо  енергетских  електрона  еластичним  расејањем,  емисију  секундарних  електрона  нееластичним  расејањем и  емисију  електромагнетних  зрака,  при  чему  се  сваки  од  ових  зрака  детектује  посебним  детектором.  Слободни  електрони  се  сакупљају  детектором,  појачавају и доводе на дисплеј где се формира крајња слика. Енергија електронског зрака  код СЕМ микроскопа обично је у опсегу од 0.5 keV до 40 keV.          Слика 5.20. Узорци за испитивање на носачу и у СЕМ микроскопу  Узорци  се  морају  припремити  за  сликање  на  СЕМ  микроскопу.  Сви  узорци  морају  да  буду  одговарајуће  величине  да  би  могли  да  стану  у  комору  за  узорке  (слика  5.20).  Пожељно  је  да  су  површине  што  мање  храпавости.  Узорци  који  се  анализирају  на  СЕМ  микроскопу морају да буду електрично проводни, ако другачије не може барем површина  и  уземљени  да  би  се  спречило  сакупљање  електростатичког  напона  на  површини.  Метални материјали не траже нарочиту припрему, осим чишћења и постављања на носач.  Непроводни материјали се обично превлаче танким слојем електро‐проводног материјала  најчешће златом. Такве танке превлаке додатно појачавају сигнал и резолуцију нарочито  код материјала са ниским атомским бројем.   Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 59    6  РЕЗУЛТАТИ ТРИБОЛОШКИХ ИСПИТИВАЊА  Триболошка  испитивања  су  обављена  у  Центру  за  трибологију,  Факултета  инжењерских  наука,  уз  варирање  релевантних  параметара  (нормалног  контактног  оптерећења,  брзине  клизања,  времена  трајања  контакта,  услова  остваривања  контакта)  на унапређеном и компјутерски подржаном трибометру ТР‐95.  Пробна испитивања  започињу припремом одговарајућих  узорака. Наиме,  испитивања  се  остварују  у  складу  са  стандардом  АSTM  G77  којим  је  ближе  дефинисана  контактна  геометрија. Након дефинисања контактне геометрије (block on disc), начина подмазивања,  неопходно  је  било  дефинисати  и  услове  испитивања:  величине  нормалног  оптерећења,  брзине  клизања  и  времена  испитивања.  У  ту  сврху  израђен  је  план  испитивања,  који  поред  претходно  наведених  података  садржи  и  податке  о  испитивањима  које  треба  реализовати.   Триболошко  понашање  хибридних  композита  са  А356  матрицом  праћено  је  кроз  неколико фаза. Испитивања су извршена у условима са и без подмазивања на узорцима са  најбољим  структурним,  механичким  и  антикорозионим  карактеристикама.  Мерени  су  фрикциони и триболошки параметри: сила трења, односно коефицијент трења и ширина  трага  хабања.  На  основу  добијених  ширина  хабања  формиране  су  одговарајуће  криве  хабања.    6.1. Испитивања без подмазивања  6.1.1. Крива хабања и интензитет хабања    Крива  хабања  је  најчешће  коришћен  начин  представљања  хабања  материјала  у  функцији  пређеног  пута  или  времена  рада  трибомеханичког  система.  Најпре  су  формиране криве хабања које су добијене за испитивање без подмазивања.  Испитивања  без  подмазивања  су  реализована  на  основу  плана  испитивања  уз  варирање три нивоа брзине (0.25 m/s, 0.5 m/s и 1 m/s) и три нивоа нормалног контактног  оптерећења (10 N, 20 N и 30 N) за пут клизања од 900 m. Сваки експеримент је поновљен  три пута.  Крива  хабања  је  формирана  на  основу  ширине  трага  хабања  која  је  добијена  на  контактној  површини  испитиваног  блока.  Мерење  ширине  трага  хабања  испитиваних  материјала вршено је на микроскопу према утврђеној процедури. Процес хабања је праћен  тако што је после одређеног пута клизања (30 m, 60 m, 90 m, 150 m, 300 m, 600 m и 900 m)  заустављан  процес  трења  и  мерена  ширина  трага  хабања  на  блоку.  Поступак  и  методологија  мерења  ширине  трага  хабања  су  детаљно  објашњени  у  претходном  поглављу.  На основу измерених ширина трагова хабања формиране су криве хабања као функције  промене ширине трага хабања у функцији пута клизања. Криве хабања су добијене за све  услове испитивања (три брзине клизања, три оптерећења) за све испитиване материјале  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 60    и  приказане  су  на  наредним  сликама.  Вредности ширина  трагова  хабања  које  су  дате  у  табелама  представљају  средње  вредности  добијене  после  три  испитивања  у  истим  режимима рада.  Поред  одређивања  кривих  хабања  за  испитиване  материјале  су  израчунате  и  запремине похабаног материјала за све режиме испитивања. На дијаграмима је приказана  зависност  запремине  похабаног  материјала  од  пута  клизања.  На  основу  положаја  добијених кривих може да се закључи у којој се фази хабања налази одговарајући узорак.  Добијене вредности и на основу њих формиране криве дате су у прилогу.   Табела 6.1. Ширина трага хабања, А356  А356  Ширина трага хабања, h, mm  Fn, N   V, m/s  Пут клизања, m  30  60  90  150  300  600  900  10  0.25  0.728  0.892  0.988  1.149  1.530  2.253  2.991  0.5  1.112  1.343  1.455  1.562  1.917  2.512  3.094  1.0  1.327  1.551  1.648  1.772  2.096  2.758  3.298  20  0.25  1.300  1.564  1.742  1.978  2.548  3.376  3.937  0.5  1.419  1.714  1.882  2.121  2.718  3.485  4.103  1.0  1.656  1.978  2.071  2.337  2.894  3.593  4.312  30  0.25  1.377  1.667  1.869  2.144  2.725  3.491  4.220  0.5  1.600  1.885  2.075  2.359  2.894  3.651  4.483  1.0  1.745  2.085  2.281  2.574  3.023  3.838  4.731    A356, F1=10 N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356, V1=0.25 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    A356, F2=20 N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356, V2=0.5 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    A356, F3=30 N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356, V3=1.0 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N   Слика 6.1. Криве хабања, A356  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 61    У  табели  6.1  дате  су  вредности  ширина  трагова  хабања  који  су  добијени  за  све  три  брзине  клизања  и  три  величине  нормалног  оптерећења  за  основни материјал  А356.  На  основу  добијених ширина  трагова  хабања  нацртане  су  криве  хабања,  чији  су  дијаграми  дати  на  слици  6.1.  Зависност  ширине  трага  хабања  од  брзине  клизања  и  нормалног  оптерећења приказани су на слици 6.2. Дијаграмски прикази су добијени за пут клизања  од  900  m.  Очигледно  је  да  хабање  испитиваног  основног  материјала  А356  расте  са  повећањем нормалног оптерећења, али и са повећањем брзине клизања.          A356, 900m 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Нормално оптерећење, N 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 Ш ир ин а т ра га хаб ањ а, m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s     A356, 900m 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 Брзина клизања, m/s 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 Ш ир ин а т ра га хаб ањ а, m m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N   Слика 6.2. Ширина трага хабања, A356, 900m  Интензитет хабања као  један од главних параметара за праћење хабања добијен  је на  основу  запремине  похабаног  материјала,  а  у  функцији  пута  клизања.  Вредности  интензитета  хабања  за  основни  материјал  А356  су  дати  у  табели  6.2  у  зависности  од  брзине  клизања,  нормалног  оптерећења  и  пута  клизања.  На  основу  тога  су  приказани  дијаграми интензитета хабања за различите брзине и оптерећења.  Анализом  добијених  кривих  хабања,  зависности  запремине  похабаног  материјала  од  пута клизања и интензитета хабања могу да се уоче одговарајући триболошки феномени.  Наиме на кривама хабања и кривама интензитета хабања за основни материјал А356 се  уочава период уходавања, односно период интензивног хабања. Овај период износи ~100  m.  У  овом  периоду  је  очигледан  нагли  скок  хабања  и  велике  вредности  интензитета  хабања. Након овог пута клизања, испитивани материјал улази у фазу устаљеног хабања.  Ова  фаза  се  одликује  умереним  хабањем  и  константним  растом  запремине  похабаног  материјала. После 600 m пута клизања, интензитет хабања почиње поново да расте, што је  главни показатељ да се материјал приближава фази интензивног (разорног) хабања. Исти  тренд, односно иста зависност јавља се за сва три оптерећења и све три брзине клизања.   Табела 6.2. Интензитет хабања легуре А356  А356  Интензитет хабања, mm3x10‐3/ m  V, m/s   Fn, N  Пут клизања, m  30  60  90  150  300  600  900  0.25  10   0.389  0.358  0.324  0.306  0.361  0.577  0.901  20  2.215  1.929  1.777  1.562  1.670  1.945  2.058  30  2.633  2.336  2.195  1.989  2.043  2.151  2.536  0.5  10   1.386  1.221  1.035  0.769  0.711  0.800  0.997  20  2.881  2.540  2.242  1.926  2.028  2.139  2.330  30  4.131  3.378  3.005  2.650  2.448  2.461  3.042  1.0  10   2.356  1.881  1.505  1.123  0.929  1.059  1.208  20  4.580  3.904  2.988  2.576  2.448  2.345  2.706  30  5.360  4.573  3.992  3.443  2.791  2.860  3.577  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 62    A356, F1=10N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 Ин тен зит ет ха бањ а, m m 3 x 10 ‐3 / m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356, V1=0.25 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Ин тен зит ет ха бањ а, m m 3 x 10 ‐3 / m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    A356, F2=20 N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 Ин тен зит ет ха бањ а, m m 3 x 10 ‐3 / m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356, V2=0.5 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 Ин тен зит ет ха ба ња , m m 3 x 10 ‐3 / m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    A356, F3=30N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 Ин тен зит ет ха бањ а, m m 3 x 10 ‐3 / m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356, V3=1 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0  Ин тен зит ет ха бањ а, m m 3 x 10 ‐3 / m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N   Слика 6.3. Интензитет хабања легуре A356  На слици 6.3 приказане су зависности интензитета хабања од брзине клизања (за сва  три  оптерећења)  и  зависност  интензитета  хабања  од  оптерећења  (за  све  три  брзине  клизања). Са дијаграма се може уочити да интензитет хабања расте са порастом брзине  клизања. Овде је посебно уочљив пораст од брзине клизања 0.25 m/s до брзине клизања  0.5 m/s. Након тога интензитет хабања има благи раст. Истовремено највећи интензитет  хабања настаје при највећем нормалном оптерећењу (слика 6.4).  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 63    A356, 900 m 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 Брзина клизања, m/s 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 Ин тен зит ет ха ба ња , m m 3 x 10 ‐3 / m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N   A356, 900 m 0 10 20 30 40 Нормално оптерећење, N 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 Ин тен зит ет ха ба ња , m m 3 x 10 ‐3 / m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s   Слика 6.4. Интензитет хабања легуре A356  Добијене криве хабања за основни материјал А356, као и криве хабања које су добијене  за остале композитне материјале се у потпуности поклапају са теоријским поставкама, јер  након  периода  уходавања  у  коме  долази  до  линијског  контакта,  долази  до  пораста  ширине  трага  хабања.  После  тога  линијски  контакт  прелази  у  површински  контакт,  а  истовремено се смањује контактни притисак.   Након  испитивања  основног  материјала  А356,  приступа  се  испитивању  композитног  материјала који чини основни материјал ојачан са 10 % масеног удела силицијум карбида  (SiC).    A356+10SiC, F1=10 N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 Ш ир ин а т ра га ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC, V1=0.25 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 Ш ир ин а т ра га ха ба ња , m m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    A356+10SiC, F2=20 N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 Ш ир ин а т ра га ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s     A356+10SiC, V2=0.5 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 Ш ир ин а т ра га ха ба ња , m m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    A356+10SiC, F3=30 N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 Ш ир ин а т ра га ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s     A356+10SiC, V3=1.0 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 Ш ир ин а т ра га ха ба ња , m m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N   Слика 6.5. Криве хабања, A356+10SiC  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 64    Криве  хабања  композитног  материјала  А356+10SiC  су  нацртане  на  основу  ширина  трагова хабања коју добијени на исти начин као и за основни материјал. Испитивања су  реализована  уз  варирање  три  различита  оптерећења,  три  брзине  клизања  и  различите  путеве клизања. Ова испитивања су такође извршена без подмазивања. Ширине трагова  хабања су дате у табели 6.3, а криве хабања на слици 6.5. Очигледно је да хабање расте са  порастом брзине клизања и оптерећења (слика 6.6).    Табела 6.3. Ширина трага хабања А356+10SiC  А356+10SiC  Ширина трага хабања, h, mm  Fn, N   V, m/s  Пут клизања, m  30  60  90  150  300  600  900  10  0.25  0.342  0.589  0.749  0.853  1.089  1.992  2.925  0.5  0.720  1.010  1.099  1.254  1.712  2.454  3.059  1.0  1.135  1.348  1.472  1.645  2.046  2.654  3.155  20  0.25  1.223  1.489  1.589  1.840  2.442  3.216  3.872  0.5  1.353  1.628  1.794  2.029  2.602  3.361  3.945  1.0  1.552  1.845  2.013  2.253  2.772  3.584  4.107  30  0.25  1.315  1.633  1.821  2.114  2.644  3.410  4.144  0.5  1.552  1.832  1.989  2.270  2.769  3.570  4.230  1.0  1.718  2.015  2.182  2.448  2.946  3.674  4.420    A356+10SiC, 900m 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Нормално оптерећење, N 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC, 900m 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 Брзина клизања, m/s 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N   Слика 6.6. Ширина трага хабања, A356+10SiC, 900m  Табела 6.4. Интензитет хабања композита А356+10SiC  А356+10SiC  Интензитет хабања, mm3x10‐3/ m  V, m/s   Fn, N  Пут клизања, m  30  60  90  150  300  600  900  0.25  10   0.037  0.095  0.130  0.115  0.120  0.367  0.776  20  1.699  1.534  1.243  1.158  1.354  1.548  1.803  30  2.112  2.023  1.871  1.756  1.719  1.846  2.212  0.5  10   0.347  0.478  0.411  0.366  0.466  0.687  0.888  20  2.301  2.005  1.789  1.553  1.639  1.768  1.908  30  3.473  2.857  2.438  2.175  1.975  2.119  2.353  1.0  10   1.358  1.138  0.988  0.827  0.796  0.869  0.974  20  3.473  2.918  2.527  2.127  1.982  2.144  2.153  30  4.712  3.802  3.219  2.728  2.379  2.310  2.686    Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 65    За  композитни  материјал  А356+10SiC  такође  је  израчуната  запремина  похабаног  материјала, чије су вредности дате у прилогу као и интензитет хабања, чије су вредности  дате у табели 6.4. Hа основу добијених вредности су формиране и нацртане одговарајуће  криве које су приказане на слици 6.7.    A356+10SiC, F1=10N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -3 /m V1=0.25 m/s V2=0.5 m/s V3=1 m/s    A356+10SiC, V1=0.25 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -3 /m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    A356+10SiC, F2=20N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -3 /m V1=0.25 m/s V2=0.5 m/s V3=1 m/s    A356+10SiC, V2=0.5 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -3 /m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    A356+10SiC, F3=30N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -3 /m V1=0.25 m/s V2=0.5 m/s V3=1 m/s    A356+10SiC, V3=1 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -3 /m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N   Слика 6.7. Интензитет хабања композита A356+10SiC    Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 66         A356+10SiC, 900 m 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 Брзина клизања, m/s 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -3 /m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    A356+10SiC, 900 m 0 10 20 30 40 Нормално оптерећење, N 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -3 /m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s   Слика 6.8. Интензитет хабања композита A356+10SiC  Интензитет хабања композитног материјала А356+10SiC расте са порастом нормалног  оптерећења и порастом брзине клизања (слика 6.8).   Додавањем  графита  у  претходни  композитни  материјал  добијају  се  хибридни  композити.  Најпре  је  формиран  хибридни  композит  са  1%  масеног  удела  графита.  Поступак  добијања,  као  и механичке  карактеристике  добијеног  композита  описане  су  у  поглављу 4.     A356+10SiC+1Gr, F1=10 N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Ш ир ин а т ра га ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC+1Gr, V1=0.25 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 Ш ир ин а т ра га ха ба ња , m m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    A356+10SiC+1Gr, F2=20 N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 Ш ир ин а т ра га ха бањ а, m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC+1Gr, V2=0.5 m/s 0 200 400 600 800 1000  Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 Ш ир ин а т ра га хаб ањ а, m m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    A356+10SiC+1Gr, F3=30 N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 Ш ир ин а т ра га ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC+1Gr, V3=1.0 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 Ш ир ин а т ра га ха ба ња , m m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N   Слика 6.9. Криве хабања, A356+10SiC+1Gr  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 67    Ширине  трагова  хабања  добијене  триболошким  испитивањем  хибридног  композита  А356+10SiC+1Gr приказане су у табели 6.5. на основу добијених ширина конструисане су  одговарајуће  криве  хабања.  Криве  хабања  добијене  варирањем  брзина  клизања  и  спољашњег оптерећења, приказане су на слици 6.9.    Табела 6.5. Ширина трага хабања, А356+10SiC+1Gr  А356+10SiC+1Gr  Ширина трага хабања, h, mm  Fn, N   V, m/s  Пут клизања, m  30  60  90  150  300  600  900  10  0.25  0.325  0.555  0.731  0.800  0.960  1.427  1.878  0.5  0.377  0.660  0.805  0.894  1.092  1.618  2.135  1.0  0.482  0.751  0.902  1.073  1.313  1.825  2.398  20  0.25  1.004  1.295  1.449  1.712  2.005  2.464  3.451  0.5  1.102  1.456  1.662  1.916  2.258  2.694  3.649  1.0  1.306  1.728  1.906  2.151  2.458  2.997  3.751  30  0.25  1.294  1.637  1.813  2.119  2.594  3.309  3.992  0.5  1.428  1.745  1.922  2.224  2.736  3.402  4.194  1.0  1.492  1.922  2.080  2.335  2.836  3.551  4.341    A356+10SiC+1Gr, 900m 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Нормално оптерећење, N 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC+1Gr, 900m 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 Брзина клизања, m/s 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N   Слика 6.10. Ширина трага хабања, A356+10SiC+1Gr, 900m  На основу ширина трагова израчунате су запремине похабаног материјала (прилог) и  дати су интензитети хабања у односу на пут клизања. Вредности интензитета хабања су  приказане у табели 6.6, а дијаграмски прикази су дати на слици 6.11.     Табела 6.6. Интензитет хабања композита А356+10SiC+1Gr  А356+10SiC+1Gr  Интензитет хабања, mm3x10‐3/ m  V, m/s   Fn, N  Пут клизања, m  30  60  90  150  300  600  900  0.25  10   0.032  0.079  0.121  0.095  0.082  0.135  0.205  20  0.940  1.009  0.942  0.933  0.749  0.696  1.276  30  2.013  2.038  1.846  1.769  1.623  1.687  1.977  0.5  10   0.050  0.133  0.161  0.133  0.121  0.197  0.302  20  1.243  1.434  1.422  1.307  1.070  0.909  1.509  30  2.705  2.469  2.200  2.045  1.905  1.833  2.293  1.0  10   0.104  0.197  0.227  0.229  0.210  0.282  0.427  20  2.069  2.397  2.145  1.850  1.381  1.253  1.639  30  3.086  3.299  2.788  2.367  2.122  2.085  2.544  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 68      A356+10SiC+1Gr, F1=10N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 Ин тен зит ет ха ба ња , m m 3 x 10 ‐3 / m V1=0.25 m/s V2=0.5 m/s V3=1 m/s    A356+10SiC+1Gr, V1=0.25 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Ин тен зит ет ха ба ња , m m 3 x 10 ‐3 / m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    A356+10SiC+1Gr, F2=20N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 Ин тен зит ет ха ба ња , m m 3 x 10 ‐3 / m V1=0.25 m/s V2=0.5 m/s V3=1 m/s    A356+10SiC+1Gr, V2=0.5 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 Ин тен зит ет ха ба ња , m m 3 x 10 ‐3 / m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    A356+10SiC+1Gr, F3=30N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 Ин тен зит ет ха ба ња , m m 3 x 10 ‐3 / m V1=0.25 m/s V2=0.5 m/s V3=1 m/s    A356+10SiC+1Gr, V3=1 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 Ин тен зит ет ха ба ња , m m 3 x 10 ‐3 / m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    Слика 6.11. Интензитет хабања композита A356+10SiC+1Gr  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 69      A356+10SiC+1Gr, 900 m 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 Брзина клизања, m/s 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -3 /m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    A356+10SiC+1Gr, 900 m 0 10 20 30 40 Нормално оптерећење, N 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -3 /m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s   Слика 6.12. Интензитет хабања композита A356+10SiC+1Gr  Анализа  добијених  вредности  за  интензитет  хабања  хибридног  композита  показује  готово  исти  тренд  као  и  претходни  материјал.  Интензитет  хабања  расте  са  порастом  нормалног оптерећења и брзине клизања.   Резултати  триболошких  испитивања  хибридних  композита  са  3%  и  5  %  графита  приказани  су  такође  преко  кривих  хабања и  интензитета  хабања.  Запремине  похабаног  материјала за оба хибридна композита дате су прилогу.    A356+10SiC+3Gr, F1=10 N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Ш ир ин а т ра га ха бањ а, m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC+3Gr, V1=0.25 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 Ш ир ин а т ра га ха бањ а, m m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    A356+10SiC+3Gr, F2=20 N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 Ш ир ин а т ра га ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC+3Gr, V2=0.5 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 Ш ир ин а т ра га ха ба ња , m m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    A356+10SiC+3Gr, F3=30 N 0 200 400 600 800 1000  Пређени пут, m 0 1 2 3 4 5 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC+3Gr, V3=1.0 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 Ш ир ин а т ра га ха бањ а, m m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N   Слика 6.13. Криве хабања, A356+10SiC+3Gr  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 70    У  поређењу  са  хибридним  композитом  A356+10SiC+1Gr,  хибридни  композит  A356+10SiC+3Gr има нешто веће вредности ширине трагова хабања, као и веће вредности  запремине похабаног материјала.     Табела 6.7. Ширина трага хабања А356+10SiC+3Gr  А356+10SiC+3Gr  Ширина трага хабања, h, mm  Fn, N   V, m/s  Пут клизања, m  30  60  90  150  300  600  900  10  0.25  0.410  0.695  0.885  0.984  1.108  1.551  1.979  0.5  0.506  0.827  1.002  1.116  1.283  1.737  2.148  1.0  0.615  1.012  1.189  1.315  1.466  1.952  2.535  20  0.25  1.156  1.496  1.698  1.918  2.373  3.089  3.549  0.5  1.256  1.653  1.901  2.132  2.554  3.238  3.735  1.0  1.466  1.882  2.084  2.321  2.777  3.439  3.936  30  0.25  1.357  1.750  2.007  2.355  2.915  3.672  4.436  0.5  1.458  1.937  2.213  2.535  3.018  3.788  4.575  1.0  1.590  2.123  2.398  2.700  3.168  3.986  4.816      A356+10SiC+3Gr, 900m 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Нормално оптерећење, N 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s     A356+10SiC+3Gr, 900m 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 Брзина клизања, m/s 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N   Слика 6.14. Ширина трага хабања, A356+10SiC+3Gr, 900m  Последица  повећаног  хабања  су  и  нешто  веће  вредности  интензитета  хабања  у  појединим интервалима. Вредности интензитета хабања су дате у табели 6.8, а дијаграми  на слици 6.15 и 6.16.     Табела 6.8. Интензитет хабања композита А356+10SiC+3Gr  А356+10SiC+3Gr  Интензитет хабања, mm3x10‐3/ m  V, m/s   Fn, N  Пут клизања, m  30  60  90  150  300  600  900  0.25  10   0.064  0.156  0.215  0.177  0.126  0.173  0.240  20  1.435  1.555  1.516  1.312  1.243  1.372  1.388  30  2.321  2.490  2.505  2.429  2.305  2.306  2.715  0.5  10   0.120  0.263  0.311  0.258  0.196  0.244  0.307  20  1.841  2.098  2.128  1.802  1.549  1.580  1.618  30  2.879  3.377  3.359  3.030  2.558  2.532  2.979  1.0  10   0.216  0.481  0.520  0.422  0.293  0.346  0.505  20  2.927  3.098  2.804  2.325  1.992  1.894  1.895  30  3.735  4.447  4.274  3.662  2.960  2.952  3.477  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 71      A356+10SiC+3Gr, F1=10N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 Ин тен зит ет ха ба ња , m m 3 x 10 ‐3 / m V1=0.25 m/s V2=0.5 m/s V3=1 m/s    A356+10SiC+3Gr, V1=0.25 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 Ин тен зит ет ха ба ња , m m 3 x 10 ‐3 / m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    A356+10SiC+3Gr, F2=20N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 Ин тен зит ет ха ба ња , m m 3 x 10 ‐3 / m V1=0.25 m/s V2=0.5 m/s V3=1 m/s    A356+10SiC+3Gr, V2=0.5 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 Ин тен зит ет ха ба ња , m m 3 x 10 ‐3 / m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    A356+10SiC+3Gr, F3=30N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 Ин те нз ит ет  ха ба ња , m m 3 x 10 ‐3 / m V1=0.25 m/s V2=0.5 m/s V3=1 m/s    A356+10SiC+3Gr, V3=1 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 Ин тен зит ет ха ба ња , m m 3 x 10 ‐3 / m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N      Слика 6.15. Интензитет хабања композита A356+10SiC+3Gr  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 72        A356+10SiC+3Gr, 900 m 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 Брзина клизања, m/s 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -3 /m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    A356+10SiC+3Gr, 900 m 0 10 20 30 40 Нормално оптерећење, N 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -3 /m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s   Слика 6.16. Интензитет хабања композита A356+10SiC+3Gr  Вредности  ширине  трагова  хабања  хибридног  композита  A356+10SiC+5Gr  дате  су  у  табели  6.9,  а  криве  хабања  су  приказане  на  слици  6.17.  Анализом  добијених  вредности,  уочен је раст ширине трагова хабања за све режиме испитивања. Овај раст је уочљив како  на кривама хабања, тако и код интензитета хабања.     A356+10SiC+5Gr, F1=10 N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 Ш ир ин а т ра га ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC+5Gr, V1=0.25 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 Ш ир ин а т ра га ха ба ња , m m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    A356+10SiC+5Gr, F2=20 N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 Ш ир ин а т ра га ха бањ а, m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC+5Gr, V2=0.5 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 Ш ир ин а т ра га ха бањ а, m m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    A356+10SiC+5Gr, F3=30 N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 Ши ри на  тр ага  ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC+5Gr, V3=1.0 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 Ши ри на  тр ага  ха ба ња , m m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N      Слика 6.17. Криве хабања, A356+10SiC+5Gr      Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 73      Табела 6.9. Ширина трага хабања А356+10SiC+5Gr  А356+10SiC+5Gr  Ширина трага хабања, h, mm  Fn, N   V, m/s  Пут клизања, m  30  60  90  150  300  600  900  10  0.25  0.551  0.817  0.983  1.105  1.223  1.577  2.503  0.5  0.755  1.001  1.111  1.230  1.370  1.835  2.928  1.0  0.903  1.147  1.272  1.375  1.537  2.080  3.175  20  0.25  1.193  1.582  1.809  2.096  2.489  3.193  3.862  0.5  1.309  1.715  1.966  2.243  2.686  3.417  4.013  1.0  1.486  1.883  2.111  2.388  2.845  3.503  4.099  30  0.25  1.447  1.937  2.212  2.469  3.016  3.730  4.507  0.5  1.607  2.065  2.324  2.634  3.214  3.982  4.665  1.0  1.707  2.227  2.485  2.848  3.413  4.246  4.993      A356+10SiC+5Gr, 900m 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Нормално оптерећење, N 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC+5Gr, 900m 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 Брзина клизања, m/s 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N   Слика 6.18. Ширина трага хабања, A356+10SiC+5Gr, 900m  Вредности  за  интензитет  хабања  хибридног  композита  A356+10SiC+5Gr,  дате  су  у  табели 6.10, а одговарајуће криве на слици 6.19 и 6.20.    Табела 6.10. Интензитет хабања композита А356+10SiC+5Gr  А356+10SiC+5Gr  Интензитет хабања, mm3x10‐3/ m  V, m/s   Fn, N  Пут клизања, m  30  60  90  150  300  600  900  0.25  10   0.155  0.253  0.294  0.251  0.170  0.182  0.486  20  1.577  1.839  1.834  1.712  1.434  1.515  1.789  30  2.815  3.377  3.354  2.799  2.553  2.418  2.848  0.5  10   0.400  0.466  0.425  0.346  0.239  0.287  0.779  20  2.084  2.344  2.354  2.098  1.803  1.858  2.008  30  3.856  4.093  3.890  3.400  3.091  2.943  3.159  1.0  10   0.684  0.701  0.637  0.483  0.337  0.418  0.993  20  3.049  3.103  2.915  2.533  2.149  2.002  2.141  30  4.622  5.134  4.757  4.299  3.702  3.570  3.877  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 74      A356+10SiC+5Gr, F1=10N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 Ин тен зит ет ха ба ња , m m 3 x 10 ‐3 / m V1=0.25 m/s V2=0.5 m/s V3=1 m/s    A356+10SiC+5Gr, V1=0.25 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 Ин тен зит ет ха ба ња , m m 3 x 10 ‐3 / m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N   A356+10SiC+5Gr, F2=20N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 Ин тен зит ет ха ба ња , m m 3 x 10 ‐3 / m V1=0.25 m/s V2=0.5 m/s V3=1 m/s    A356+10SiC+5Gr, V2=0.5 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 Ин тен зит ет ха ба ња , m m 3 x 10 ‐3 / m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N   A356+10SiC+5Gr, F3=30N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 Ин те нз ит ет  ха ба ња , m m 3 x 10 ‐3 / m V1=0.25 m/s V2=0.5 m/s V3=1 m/s    A356+10SiC+5Gr, V3=1 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 Ин тен зит ет ха ба ња , m m 3 x 10 ‐3 / m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N   Слика 6.19. Интензитет хабања композита A356+10SiC+5Gr  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 75       A356+10SiC+5Gr, 900 m 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 Брзина клизања, m/s 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -3 /m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N   A356+10SiC+5Gr, 900 m 0 10 20 30 40 Нормално оптерећење, N 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -3 /m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s   Слика 6.20. Интензитет хабања композита A356+10SiC+5Gr  6.1.2 Коефицијент трења  Поред  триболошких  карактеристика  хибридних  композита  праћене  су  и  фрикционе  карактеристике и то сила трења и коефицијент трења. С обзиром на план експеримента,  коефицијент  трења  је  добијен  за  триболошка  испитивања  уз  варирање  три  брзине  клизања  и  три  оптерећења  у  условима  без  подмазивања.  Начин  мерења  силе  трења,  односно коефицијента трења детаљно је описан у поглављу 5.   У табелама 6.11‐6.15 и сликама 6.21‐6.25 приказане су вредности коефицијента трења  за  испитиване  композитне  материјале  и  њихове  зависности  од  брзине  клизања  и  нормалног  оптерећења.  Добијене  вредности  коефицијента  трења  су  приказане  након  периода уходавања.    Табела 6.11. Коефицијент трења за материјал А356 на путу клизања од 900 m без подмазивања  V, m/s  Fn, N  Коефицијент трења  Ширина трага хабања, mm  0.25  10  0.624  2.991  20  0.595  3.737  30  0.559  4.020  0.5  10  0.539  3.094  20  0.487  3.903  30  0.441  4.283  1.0  10  0.467  3.198  20  0.370  4.112  30  0.337  4.731    A356, 900m 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Нормално оптерећење, N 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 Ко еф иц ије нт тр ењ а  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356, 900m 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 Брзина клизања, m/s 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 Ко еф иц ије нт тр ењ а  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    Слика 6.21. Коефицијент трења, A356, 900 m, без подмазивања  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 76    У  табели  6.11  дате  су  вредности  коефицијента  трења  и  ширине  трага  хабања  за  основни материјал А356. Коефицијент трења се креће у границама од 0.33÷0.62. Вредност  коефицијента трења опада и са повећањем оптерећења и са повећањем брзине клизања  (слика 6.21).   Табела  6.12.  Коефицијент  трења  за  материјал  А356+10SiC  на  путу  клизања  од  900  m  без  подмазивања  V, m/s  Fn, N  Коефицијент трења  Ширина трага хабања, mm  0.25  10  0.703  2,925  20  0.690  3,872  30  0.650  4,144  0.5  10  0.689  3,059  20  0.655  3,945  30  0.621  4,230  1.0  10  0.640  3,155  20  0.623  4,107  30  0.579  4,420    A356+10SiC, 900m 0 10 20 30 40 Нормално оптерећење, N 0.5 0.6 0.7 0.8 Ко еф иц ије нт тр ењ а  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s     A356+10SiC, 900m 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 Брзина клизања, m/s 0.5 0.6 0.7 0.8 Ко еф иц ије нт тр ењ а  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N   Слика 6.22. Коефицијент трења, A356+10SiC, 900 m, без подмазивања  Додавањем  SiC  у  основни  материјал  формира  се  композитни  материјал  чије  су  вредности коефицијента трења дате у табели 6.12, а његова зависност од брзине клизања  и оптерећења приказана на слици 6.23. Очигледно је да се додавањем силицијум‐карбида  повећавају вредности коефицијента трења. Израчунате вредности коефицијента трења се  крећу у границама од 0.58÷0.70.   Коефицијент  трења основног материјала А356 и  композитног материјала А356+10SiC  опада  са  повећањем  нормалног  оптерећења.  Овакав  тренд  коефицијента  трења  карактеристичан  је  за  Al‐Si  легуре,  у  које  спада  А356  [26,28,105].  До  смањења  коефицијента  трења  долази  услед  формирања  "трећег"  тела  од  продуката  хабања.  Детаљнији опис дат је у поглављу 7.  Са додавањем графита у новоформираним хибридним композитима долази до промене  фрикционих карактеристика. Коефицијент трења хибридног композита А356+10SiC+1Gr  има  још  веће  вредности  коефицијента  трења  у  односу  на  претходни  материјал.  Опсег,  односно  границе  у  којима  се  коефицијент  трења  креће  су  доста  мање  (0.65÷0.72).  вредности  коефицијента  трења  су  такође  добијени  варирањем  три  оптерећења  и  три  брзине клизања у условима без подмазивања. Код овог хибридног материјала са порастом  брзине  клизања  и  оптерећења  долази  до  опадања  вредности  коефицијента  трења.  Резултати су дати у табели 6.13, а дијаграми су приказани на слици 6.23.  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 77    Табела 6.13. Коефицијент трења за материјал А356+10SiC+1Gr на путу клизања од 900 m без  подмазивања  V, m/s  Fn, N  Коефицијент трења  Ширина трага хабања, mm  0.25  10  0.724  1.878  20  0.710  3.451  30  0.680  3.992  0.5  10  0.694  2.135  20  0.677  3.649  30  0.660  4.194  1.0  10  0.657  2.398  20  0.652  3.751  30  0.646  4.341      A356+10SiC+1Gr, 900m 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 Брзина клизања, m/s 0.5 0.6 0.7 0.8 Ко еф иц ије нт тр ењ а  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    A356+10SiC+1Gr, 900m 0 10 20 30 40 Нормално оптерећење, N 0.5 0.6 0.7 0.8 Ко еф иц ије нт тр ењ а  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s   Слика 6.23. Коефицијент трења, A356+10SiC+1Gr, 900 m, без подмазивања    Вредности коефицијента трења хибридног композита А356+10SiC+3Gr дате су у табели  6.14.  Очигледно  је  да  се  вредности  коефицијента  трења  и  даље  повећавају,  али  да  се  њихов тренд мења. Наиме, са порастом брзине клизања коефицијент трења опада, али са  порастом оптерећења коефицијент трења расте. Највеће вредности се јављају при малим  брзинама и великим силама (слика 6.24).     Табела 6.14. Коефицијент трења за материјал А356+10SiC+3Gr на путу клизања од 900 m без  подмазивања  V, m/s  Fn, N  Коефицијент трења  Ширина трага хабања, mm  0.25  10  0.733  1.979  20  0.743  3.549  30  0.824  4.436  0.5  10  0.712  2.148  20  0.717  3.735  30  0.771  4.575  1.0  10  0.690  2.535  20  0.708  3.936  30  0.750  4.816  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 78        A356+10SiC+3Gr, 900m 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 Брзина клизања, m/s 0.6 0.7 0.8 0.9 Ко еф иц ије нт тр ењ а  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N     A356+10SiC+3Gr, 900m 0 10 20 30 40 Нормално оптерећење, N 0.6 0.7 0.8 0.9 Ко еф иц ије нт тр ењ а  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s   Слика 6.24. Коефицијент трења, A356+10SiC+3Gr, 900 m, без подмазивања    Последњи испитивани хибридни композит је A356+10SiC+5Gr. Коефицијент трења код  овог  композита  и  даље  има  тренд  раста  (табела  6.15).  Такође  се  може  приметити  да  коефицијент  трења  опада  са  порастом  брзине,  а  да  расте  са  порастом  оптерећења.  Оно  што  је  карактеристично  за  овај  хибридни  композит  је  да  је  максимална  вредност  коефицијента  трења  ~  0.87,  а  да  настаје  при  најмањој  брзини  клизања  и  највећој  сили  (слика 6.25). Такође је уочено да је распон вредности коефицијента трења већи у односу  на претходне материјале.    Табела  6.15.  Коефицијент  трења  за  материјал  А356+10SiC+5Gr  на  путу  клизања  од  900  m  без  подмазивања  V, m/s  Fn, N  Коефицијент трења  Ширина трага хабања, mm  0.25  10  0.796  2.503  20  0.810  3.862  30  0.867  4.507  0.5  10  0.741  2.928  20  0.759  4.013  30  0.788  4.665  1.0  10  0.713  3.175  20  0.745  4.099  30  0.773  4.993       A356+10SiC+5SiC, 900m 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 Брзина клизања, m/s 0.7 0.8 0.9 Ко еф иц ије нт тр ењ а  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N     A356+10SiC+5Gr, 900m 0 10 20 30 40 Нормално оптерећење, N 0.6 0.7 0.8 0.9 Ко еф иц ије нт тр ењ а  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    Слика 6.25. Коефицијент трења, A356+10SiC+5Gr, 900 m, без подмазивања  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 79    6.2. Испитивања са подмазивањем  Испитивање  триболошких  карактеристика  хибридних  композита  са  основом  А356  у  условима подмазивања, реализовано је такође у Лабораторији за трибологију, Факултета  инжењерских  наука  у  Крагујевцу.  Испитивање  је  изведено  на  Трибометру  ТР  95  на  контактном пару са block on disc контактном геометријом.   Планом  експеримента  дефинисане  су  брзине  клизања  (0.25  m/s,  0.5  m/s  и  1  m/s)  и  величине  нормалног  оптерећења  (40 N,  80 N  и  120 N).  Испитивања  су  извршена  за  пут  клизања од 1200 m и 2400 m. У свим испитивањима коришћено је исто хидрауличко уље  које по стандарду SRPS ISO 11158:2003 одговара типу HL и категорији HM (уље типа HL са  побољшаним карактеристикама против хабања, градације вискозности VG 46 (ISO 3448)).  Свако  ново  мерење,  у  погледу  промене  материјала,  реализовано  је  са  новим  диском  и  новим уљем. Уље се налази у резервоару, а подмазивање се врши тако што је диск доњим  делом  уроњен  до  дубине  од  3 mm  у  резервоар  са  уљем  запремине  30 ml.  При  ротацији  диска,  уље  се  континуално  уноси  у  зону  контакта  и  врши  гранично  подмазивање  контактног пара (слика 6.26).    Слика 6.26. Подмазивање контактног пара  6.2.1. Крива хабања и интензитет хабања    Праћење  триболошког  понашања  хибридних  композита  са  А356  матрицом,  реализовано  је  мерењем  одговарајућих  ширина  трагова  хабања  за  одговарајуће  путеве  клизања (150 m, 300 m, 1200 m и 2400 m).   Табела 6.16. Ширина трага хабања А356  А356  Ширина трага хабања, h, mm  Fn, N   V, m/s  Пут клизања, m  150  300  1200  2400  40  0.25  0.638  0.758  0.942  0.981  0.5  0.568  0.642  0.763  0.858  1.0  0.492  0.569  0.688  0.777  80  0.25  0.870  1.006  1.060  1.127  0.5  0.824  0.902  0.958  0.994  1.0  0.722  0.768  0.841  0.915  120  0.25  1.050  1.193  1.275  1.318  0.5  1.005  1.120  1.166  1.258  1.0  0.982  1.050  1.086  1.124  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 80    На основу добијених ширина трагова, израчунате су запремине похабаног материјала  чије су вредности дате у прилогу рада. Истовремено су формиране и криве хабања које су  дате у наставку текста. Планом испитивања ближе су дефинисани режими испитивања у  погледу брзине клизања и оптерећења.  Криве хабања су дате за све испитиване материјале и то у зависности од пута клизања,  за различите вредности оптерећења и брзине клизања. Вредности ширине трага хабања  за основни материјал дате су у табели 6.16.    A356, F1=40 N, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356, V1=0.25 m/s, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N    A356, F2=80 N, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356, V2=0.5 m/s, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N    A356, F3=120 N, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356, V3=1 m/s, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N   Слика 6.27. Криве хабања, A356    A356, 2400m, подмазивање 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 Брзина клизања, m/s 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 Ш ир ин а т ра га ха ба ња , m m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N     A356, 2400m, подмазивање 0 40 80 120 160 Нормално оптерећење, N 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 Ш ир ин а т ра га ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s   Слика 6.28. Ширина трага хабања, A356, 2400m  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 81    Анализом добијених дијаграма уочава се да ширина трага хабања опада са повећањем  пута  клизања,  али  да  расте  са  повећањем  оптерећења.  Промене  ширине  трагова  имају  скоро  линеарну  зависност.  На  основу  добијених  ширина  израчунати  су  и  интензитети  хабања за испитивани материјал за све путеве клизања (табела 6.17). Оно што може да се  примети на дијаграмима је да испитивани материјал има наглашен период уходавања, тј.  период  у  коме  је  хабање  интензивно.  Након  тог  периода  материјали  улазе  у  период  умереног,  нормалног,  хабања  који  траје  све  до  краја  интервала  мерења,  односно  посматраног пута клизања (слика 6.29).      A356, F1=40N, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0 5 10 15 20 25 30 Ин тен зит ет хаб ањ а, m m 3 x 10 ‐5 / m V1=0.25 m/s V2=0.5 m/s V3=1 m/s    A356, V1=0.25 m/s, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0 5 10 15 20 25 30 Ин тен зит ет хаб ањ а, m m 3 x 10 ‐5 / m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N    A356, F2=80N, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0 5 10 15 20 25 30 Ин тен зит ет хаб ањ а, m m 3 x 10 ‐5 / m   V1=0.25 m/s V2=0.5 m/s V3=1 m/s    A356, V2=0.5 m/s, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0 5 10 15 20 25 30 Ин тен зит ет хаб ањ а, m m 3 x 10 ‐5 / m    F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N    A356, F3=120N, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0 5 10 15 20 25 30 Ин те нз ит ет  ха ба ња , m m 3 x 10 ‐5 / m V1=0.25 m/s V2=0.5 m/s V3=1 m/s    A356, V3=1 m/s, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0 5 10 15 20 25 30 Ин тен зит ет хаб ањ а, m m 3 x 10 ‐5 / m    F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N   Слика 6.29. Интензитет хабања легуре A356  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 82    Табела 6.17. Интензитет хабања легуре А356  А356  Интензитет хабања, mm3x10‐5/ m  V, m/s   Fn, N  Пут клизања, m  150  300  1200  2400  0.25  40  5.236  4.390  2.107  1.190  80  13.277  10.264  3.002  1.804  120  23.343  17.120  5.225  2.886  0.5  40  3.694  2.667  1.119  0.796  80  11.280  7.398  2.216  1.238  120  20.468  14.165  3.996  2.506  1.0  40  2.401  1.857  0.821  0.591  80  7.588  4.566  1.499  0.965  120  19.094  11.671  3.228  1.790      A356, 2400 m, подмазивање 0 40 80 120 Нормално оптерећење, N 0 1 2 3 4 Ин тен зит ет хаб ањ а, m m 3 x 10 ‐5 / m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356, 2400 m, подмазивање 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 Брзина клизања, m/s 0 1 2 3 4 Ин тен зит ет хаб ањ а, m m 3 x 10 ‐5 / m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N   Слика 6.30. Интензитет хабања легуре A356  Добијени дијаграми за интензитет хабања, показују да основни материјал поседује јако  добра  триболошка  својства,  посебно  у  условима  подмазивања  за  дефинисане  режиме  испитивања (слика 6.29 и слика 6.30).   Додавањем SiC, добија се композитни материјал чије  је триболошко понашање такође  праћено променом ширине трага хабања. Добијене вредности су приказане у табели 6.18.  Евидентно је да је SiC довео до смањења ширине трагова хабања.   Табела 6.18. Ширина трага хабања А356+10SiC  А356+10SiC  Ширина трага хабања, h, mm  Fn, N   V, m/s  Пут клизања, m  150  300  1200  2400  40  0.25  0.499  0.628  0.668  0.725  0.5  0.468  0.547  0.605  0.640  1.0  0.436  0.503  0.533  0.605  80  0.25  0.573  0.689  0.772  0.814  0.5  0.538  0.634  0.686  0.724  1.0  0.491  0.566  0.624  0.660  120  0.25  0.691  0.795  0.855  0.920  0.5  0.562  0.655  0.741  0.809  1.0  0.517  0.592  0.665  0.719  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 83    A356+10SiC, F1=40 N, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC, V1=0.25 m/s, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400  Пут клизања, m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N    A356+10SiC, F2=80 N, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC, V2=0.5 m/s, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N    A356+10SiC, F3=120 N, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC, V3=1 m/s, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400  Пут клизања, m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N   Слика 6.31. Криве хабања, A356+10SiC  A356+10SiC, 2400m, подмазивање 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 Брзина клизања, m/s 0.0 0.5 1.0 Ш ир ин а т ра га ха ба ња , m m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N    A356+10SiC, 2400m, подмазивање 0 40 80 120 160 Нормално оптерећење, N 0.0 0.5 1.0 Ш ир ин а т ра га ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s   Слика 6.32. Ширина трага хабања, A356+10SiC, 2400m  Хабање композитног материјала A356+10SiC у условима подмазивања, такође опада са  повећањем  брзине  клизања,  а  расте  са  повећањем  нормалног  оптерећења.  Ширине  трагова  хабања  испитиваног  композитног  материјала  су  мање  у  односу  на  ширине  трагова  хабања  основног  материјала  за  исте  услове  испитивања.  Очигледно  је  да  додавање силицијум карбида повећава отпорност на хабање новодобијеног композитног  материјала.  Период  уходавања  ових  композита  је  такође  врло  кратак  и  одликује  се  интензивним хабањем. Након тога материјал улази у фазу нормалног, односно умереног  хабања,  које  траја  све  до  краја  интервала  испитивања.  Криве  хабања  композитног  материјала  A356+10SiC  приказане  су  на  слици  6.31.  Зависност ширине  трага  хабања  од  брзине клизања и оптерећења дата је на слици 6.32.  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 84    Интензитет хабања композитног материјала A356+10SiC је доста мањи од интензитета  хабања  основног  материјала.  Отпорност  на  хабање  новоформираног  композита  је  3÷5  већа.  Вредности  интензитета  хабања  су  дате  у  табели  6.19  за  све  интервале  мерења,  а  зависност интензитета хабања од пута клизања приказана је на слици 6.33.  A356+10SiC, F1=40N, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0 2 4 6 8 Ин тен зит ет хаб ањ а, m m 3 x 10 ‐5 / m V1=0.25 m/s V2=0.5 m/s V3=1 m/s    A356+10SiC, V1=0.25 m/s, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0 2 4 6 8 Ин тен зит ет хаб ањ а, m m 3 x 10 ‐5 / m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N    A356+10SiC, F2=80N, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0 2 4 6 8 Ин тен зит ет хаб ањ а, m m 3 x 10 ‐5 / m V1=0.25 m/s V2=0.5 m/s V3=1 m/s    A356+10SiC, V2=0.5 m/s, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0 2 4 6 8 Ин тен зит ет хаб ањ а, m m 3 x 10 ‐5 / m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N   A356+10SiC, F3=120N, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0 2 4 6 8 Ин те нз ит ет  ха ба ња , m m 3 x 10 ‐5 / m V1=0.25 m/s V2=0.5 m/s V3=1 m/s    A356+10SiC, V3=1 m/s, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0 2 4 6 8 Ин тен зит ет хаб ањ а, m m 3 x 10 ‐5 / m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N    Слика 6.33. Интензитет хабања композита A356+10SiC  Зависност интензитета хабања од брзине клизања и нормалног оптерећења приказана  је  на  слици  6.34.  Са  слике  се  уочава  да  интензитет  хабања  опада  са  повећањем  брзине  клизања, а расте са повећањем величине нормалног оптерећења.    Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 85    Табела 6.19. Интензитет хабања композита А356+10 SiC  А356+10SiC  Интензитет хабања, mm3x10‐5/ m  V, m/s   Fn, N  Пут клизања, m  150  300  1200  2400  0.25  40  2.308  2.300  0.692  0.442  80  3.494  3.038  1.068  0.626  120  6.128  4.666  1.451  0.904  0.5  40  1.904  1.520  0.514  0.304  80  2.892  2.367  0.750  0.441  120  3.297  2.610  0.945  0.615  1.0  40  1.539  1.182  0.352  0.257  80  2.198  1.684  0.564  0.334  120  2.567  1.927  0.683  0.431      A356+10SiC, 2400 m, подмазивање 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 Брзина клизања, m/s 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Ин тен зит ет хаб ањ а, m m 3 x 10 ‐5 / m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N   A356+10SiC, 2400 m, подмазивање 0 40 80 120 Нормално оптерећење, N 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Ин тен зит ет хаб ањ а, m m 3 x 10 ‐5 / m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s   Слика 6.34. Интензитет хабања композита A356+10SiC    Триболошке карактеристике композита се још више побољшавају додавањем графита.  Новоформирани  хибридни  композит  А356+10SiC+1Gr  се  хаба  мање  од  композитног  материјала А356+10SiC. Ширине  трагова  хабања испитиваног  композита приказане  су  у  табели 6.20. На основу ширина хабања, формиране су криве чији су дијаграми приказани  на слици 6.35.    Табела 6.20. Ширина трага хабања хибридног композита А356+10SiC+1Gr  А356+10SiC+1Gr  Ширина трага хабања, h, mm  Fn, N   V, m/s  Пут клизања, m  150  300  1200  2400  40  0.25  0.384  0.458  0.562  0.654  0.5  0.351  0.425  0.543  0.601  1.0  0.316  0.392  0.514  0.557  80  0.25  0.466  0.578  0.650  0.685  0.5  0.424  0.526  0.579  0.626  1.0  0.374  0.448  0.525  0.570  120  0.25  0.629  0.683  0.72  0.749  0.5  0.461  0.548  0.612  0.663  1.0  0.384  0.455  0.545  0.595  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 86      A356+10SiC+1Gr, F1=40 N, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC+1Gr, V1=0.25 m/s, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400  Пут клизања, m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N    A356+10SiC+1Gr, F2=80 N, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC+1Gr, V2=0.5 m/s, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400  Пут клизања, m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N    A356+10SiC+1Gr, F3=120 N, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC+1Gr, V3=1 m/s, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400  Пут клизања, m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N   Слика 6.35. Криве хабања, A356+10SiC+1Gr    A356+10SiC+1Gr, 2400m, подмазивање 0 40 80 120 160 Нормално оптерећење, N 0.0 0.5 1.0 Ш ир ин а т ра га ха бањ а, m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s   A356+10SiC+1Gr, 2400m, подмазивање 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 Брзина клизања, m/s 0.0 0.5 1.0 Ш ир ин а т ра га ха бањ а, m m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N   Слика 6.36. Ширина трага хабања, A356+10SiC+1Gr, 2400m  Триболошко понашање хибридног композита А356+10SiC+1Gr показује да хабање расте  са  повећањем  нормалног  оптерећења,  а  опада  са  повећањем  брзине  клизања.  Поред  ширина трагова хабања, анализиран је интензитет хабања ових материјала. У табели 6.21  дате  су  вредности  интензитета  хабања  за  различите  путеве  клизања.  Истовремено  на  слици 3.37 приказана је графичка интерпретација ових вредности.     Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 87    A356+10SiC+1Gr, F1=40N, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 Ин тен зит ет хаб ањ а, m m 3 x 10 ‐5 / m V1=0.25 m/s V2=0.5 m/s V3=1 m/s    A356+10SiC+1Gr, V1=0.25 m/s, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 Ин тен зит ет хаб ањ а, m m 3 x 10 ‐5 / m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N     A356+10SiC+1Gr, F2=80N, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 Ин тен зит ет хаб ањ а, m m 3 x 10 ‐5 / m V1=0.25 m/s V2=0.5 m/s V3=1 m/s    A356+10SiC+1Gr, V2=0.5 m/s, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 Ин тен зит ет хаб ањ а, m m 3 x 10 ‐5 / m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N    A356+10SiC+1Gr, F3=120N, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 Ин те нз ит ет  ха ба ња , m m 3 x 10 ‐5 / m V1=0.25 m/s V2=0.5 m/s V3=1 m/s    A356+10SiC+1Gr, V3=1 m/s, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 Ин тен зит ет хаб ањ а, m m 3 x 10 ‐5 / m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N     Слика 6.37. Интензитет хабања хибридног композита A356+10SiC+1Gr  Анализом  дијаграма  на  слици  6.37  може  се  приметити  да  испитивани  хибридни  композит после 300 m излази из периода уходавања и улази у период нормалног хабања.  До краја  периода испитивања композит  се налази  у  том периоду. Нешто веће  хабање  је  уочено при брзини клизања од 0.25 m/s и нормалном оптерећењу од 120 N. Интензитет  хабања хибридног композита А356+10SiC+1Gr у односу на основни материјал је неколико  пута мањи и доста уочљив. Евидентно је да су SiC и графит доста утицали на побољшање  триболошких карактеристика испитиваног хибридног композита.     Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 88    Табела 6.21. Интензитет хабања композита А356+10SiC+1Gr  А356+10SiC+1Gr  Интензитет хабања, mm3x10‐5/ m  V, m/s  Fn, N  Пут клизања, m  150  300  1200  2400  0.25  40  1.052  0.892  0.412  0.325  80  1.879  1.793  0.638  0.373  120  4.622  2.959  0.867  0.488  0.5  40  0.803  0.713  0.372  0.252  80  1.416  1.351  0.451  0.285  120  1.820  1.528  0.532  0.338  1.0  40  0.586  0.559  0.315  0.201  80  0.972  0.835  0.336  0.215  120  1.136  0.875  0.376  0.245    A356+10SiC+1Gr, 2400 m, подмазивање 0 40 80 120 Нормално оптерећење, N 0.0 0.2 0.4 0.6 Ин тен зит ет хаб ањ а, m m 3 x 10 ‐5 / m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s   A356+10SiC+1Gr, 2400 m, подмазивање 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 Брзина клизања, m/s 0.0 0.2 0.4 0.6 Ин тен зит ет хаб ањ а, m m 3 x 10 ‐5 / m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N   Слика 6.38. Интензитет хабања композита A356+10SiC+1Gr  Табела 6.22. Ширина трага хабања А356+10SiC+3Gr  А356+10SiC+3Gr  Ширина трага хабања, h, mm  Fn, N   V, m/s  Пут клизања, m  150  300  1200  2400  40  0.25  0.354  0.435  0.479  0.531  0.5  0.323  0.414  0.460  0.495  1.0  0.299  0.380  0.427  0.469  80  0.25  0.456  0.503  0.554  0.585  0.5  0.412  0.465  0.512  0.558  1.0  0.362  0.423  0.477  0.525  120  0.25  0.526  0.612  0.668  0.721  0.5  0.432  0.513  0.575  0.635  1.0  0.378  0.434  0.511  0.555    Хибридни композит А356+10SiC+3Gr показује још боље триболошке карактеристике за  ове  услове  испитивања.  Наиме,  ширине  трагова  хабања  су  мање,  у  односу  на  ширине  трагова  које  су  добијене  за  композит  са  1%  графита.  Овај  тренд  се  јавља  за  све  брзине  клизања  и  сва  оптерећења.  Добијене  вредности ширина  трагова  су  приказане  у  табели  6.22.  На  слици  6.39  дате  су  криве  хабања  хибридног  композита  А356+10SiC+3Gr  за  све  режиме испитивања.   Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 89    A356+10SiC+3Gr, F1=40 N, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC+3Gr, V1=0.25 m/s, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N    A356+10SiC+3Gr, F2=80 N, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC+3Gr, V2=0.5 m/s, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400  Пут клизања, m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N    A356+10SiC+3Gr, F3=120 N, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC+3Gr, V3=1 m/s, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400  Пут клизања, m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N   Слика 6.39. Криве хабања, A356+10SiC+3Gr    A356+10SiC+3Gr, 2400m, подмазивање 0 40 80 120 160 Нормално оптерећење, N 0.0 0.5 1.0 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC+3Gr, 2400m, подмазивање 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 Брзина клизања, m/s 0.0 0.5 1.0 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N   Слика 6.40. Ширина трага хабања, A356+10SiC+3Gr, 2400m    За  хибридни  композит  А356+10SiC+3Gr  су  такође  израчунати интензитети  хабања  за  све  режиме  испитивања  и  добијене  вредности  су  приказане  у  табели  6.23.  На  основу  добијених  вредности  може  се  уочити  сврсисходност  добијања  оваквих  композита.  Интензитет  хабања  хибридног  композита  са  3%  графита  је  скоро  10  пута  мањи  од  интензитета хабања основног материјала. Промена интензитета хабања са путем клизања  приказана је на слици 6.41.   Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 90    Табела 6.23. Интензитет хабања композита А356+10SiC+3Gr  А356+10SiC+3Gr  Интензитет хабања, mm3x10‐5/ m  V, m/s  Fn, N  Пут клизања, m  150  300  1200  2400  0.25  40  0.824  0.764  0.255  0.174  80  1.761  1.182  0.395  0.232  120  2.703  2.129  0.692  0.435  0.5  40  0.626  0.659  0.226  0.141  80  1.299  0.934  0.312  0.202  120  1.497  1.254  0.441  0.297  1.0  40  0.496  0.510  0.181  0.120  80  0.881  0.703  0.252  0.168  120  1.003  0.759  0.310  0.198    A356+10SiC+3Gr, F1=40N, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Ин тен зит ет ха ба ња , m m 3 x 10 ‐5 / m    V1=0.25 m/s V2=0.5 m/s V3=1 m/s    A356+10SiC+3Gr, V1=0.25 m/s, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Ин тен зит ет ха ба ња , m m 3 x 10 ‐5 / m    F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N    A356+10SiC+3Gr, F2=80N, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Ин тен зит ет ха ба ња , m m 3 x 10 ‐5 / m    V1=0.25 m/s V2=0.5 m/s V3=1 m/s    A356+10SiC+3Gr, V2=0.5 m/s, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Ин тен зит ет ха ба ња , m m 3 x 10 ‐5 / m    F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N    A356+10SiC+3Gr, F3=120N, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Ин те нз ит ет  ха ба ња , m m 3 x 10 ‐5 / m V1=0.25 m/s V2=0.5 m/s V3=1 m/s    A356+10SiC+3Gr, V3=1 m/s, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Ин тен зит ет ха ба ња , m m 3 x 10 ‐5 / m    F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N   Слика 6.41. Интензитет хабања композита A356+10SiC+3Gr  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 91    A356+10SiC+3Gr, 2400 m, подмазивање 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 Брзина клизања, m/s 0.0 0.2 0.4 0.6 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -5 /m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N    A356+10SiC+3Gr, 2400 m, подмазивање 0 40 80 120 Нормално оптерећење, N 0.0 0.2 0.4 0.6 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -5 /m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s   Слика 6.42. Интензитет хабања композита A356+10SiC+3Gr  Ширине  трагова  хабања  хибридног  композита  са  5%  графита  (A356+10SiC+5Gr)  приказане су у табели 6.24. Може се приметити да хабање расте у односу на композит са  3%  графита.  Добијене  вредности  су  и  даље  доста  мање  у  односу  на  основни  материјал  А356.  Евидентан  је  велики  утицај  смањења  тврдоће  хибридног  композита  A356+10SiC+5Gr у односу на тврдоћу основног материјала А356.   На  основу ширина  трагова  хабања  формиране  су  криве  хабања  које  су  приказане  на  слици 6.43. Тренд ових кривих је у складу са претходним кривама.   A356+10SiC+5Gr, F1=40 N, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC+5Gr, V1=0.25 m/s, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400  Пут клизања, m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N    A356+10SiC+5Gr, F2=80 N, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC+5Gr, V2=0.5 m/s, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400  Пут клизања, m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N    A356+10SiC+5Gr, F3=120 N, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC+5Gr, V3=1 m/s, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400  Пут клизања, m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N   Слика 6.43. Криве хабања, A356+10SiC+5Gr  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 92    Табела 6.24. Ширина трага хабања А356+10SiC+5Gr  А356+10SiC+5Gr  Ширина трага хабања, h, mm  Fn, N   V, m/s  Пут клизања, m  150  300  1200  2400  40  0.25  0.368  0.444  0.490  0.560  0.5  0.332  0.425  0.469  0.525  1.0  0.312  0.399  0.443  0.507  80  0.25  0.466  0.523  0.582  0.627  0.5  0.425  0.481  0.543  0.588  1.0  0.389  0.445  0.505  0.552  120  0.25  0.554  0.630  0.688  0.741  0.5  0.471  0.555  0.623  0.692  1.0  0.402  0.485  0.567  0.642    A356+10SiC+5Gr, 2400m, подмазивање 0 40 80 120 160 Нормално оптерећење, N 0.0 0.5 1.0 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC+5Gr, 2400m, подмазивање 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 Брзина клизања, m/s 0.0 0.5 1.0 Ш ир ин а т ра га  ха ба ња , m m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N   Слика 6.44. Ширина трага хабања, A356+10SiC+5Gr, 2400m  Са повећањем нормалног оптерећења хабање композитног материјала A356+10SiC+5Gr  расте, а са порастом брзине клизања хабање опада (слика 6.44).   У  табели 6.25  дате  су  вредности интензитета  хабања композита  за  различите путеве  клизања, брзине клизања и оптерећења. Промене интензитета хабања са путем клизања  приказане  су  на  слици  6.45.  утицај  брзине  клизања  и  нормалног  оптерећења  дат  је  на  слици 6.46.    Табела 6.25. Интензитет хабања композита А356+10SiC+5Gr    А356+10SiC+5Gr  Интензитет хабања, mm3x10‐5/ m  V, m/s  Fn, N  Пут клизања, m  150  300  1200  2400  0.25  40  0.926  0.813  0.273  0.204  80  1.879  1.328  0.458  0.286  120  3.158  2.322  0.756  0.472  0.5  40  0.680  0.713  0.239  0.168  80  1.426  1.033  0.372  0.236  120  1.941  1.588  0.561  0.385  1.0  40  0.564  0.551  0.202  0.151  80  1.093  0.818  0.299  0.195  120  1.207  1.059  0.423  0.307  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 93    A356+10SiC+5Gr, F1=40N, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 Ин тен зит ет ха ба ња , m m 3 x 10 ‐5 / m V1=0.25 m/s V2=0.5 m/s V3=1 m/s   A356+10SiC+5Gr, V1=0.25 m/s, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 Ин тен зит ет ха ба ња , m m 3 x 10 ‐5 / m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N   A356+10SiC+5Gr, F2=80N, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 Ин тен зит ет ха ба ња , m m 3 x 10 ‐5 / m V1=0.25 m/s V2=0.5 m/s V3=1 m/s   A356+10SiC+5Gr, V2=0.5 m/s, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 Ин тен зит ет ха ба ња , m m 3 x 10 ‐5 / m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N   A356+10iC+5Gr, F3=120N, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 Ин те нз ит ет  ха ба ња , m m 3 x 10 ‐5 / m V1=0.25 m/s V2=0.5 m/s V3=1 m/s   A356+10SiC+5Gr, V3=1 m/s, подмазивање 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 Ин тен зит ет ха ба ња , m m 3 x 10 ‐5 / m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N   Слика 6.45. Интензитет хабања композита A356+10SiC+5Gr  A356+10SiC+5Gr, 2400 m, подмазивање 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 Брзина клизања, m/s 0.0 0.2 0.4 0.6 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -5 /m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N   A356+10SiC+5Gr, 2400 m, подмазивање 0 40 80 120 Нормално оптерећење, N 0.0 0.2 0.4 0.6 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -5 /m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s   Слика 6.46. Интензитет хабања композита A356+10SiC+5Gr  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 94    6.2.2. Коефицијент трења  Поред  одређивања  величине  хабања  испитиваних  материјала,  захваљујући  одговарајућој  мерној  апаратури,  све  време  је  мерена  сила  трења,  односно  коефицијент  трења. У табелама су представљене средње вредности коефицијента трења после периода  уходавања.  Очигледно  је  да  су  добијене  вредности  коефицијента  трења  доста  мање  у  односу на вредности које су добијене при хабању без подмазивања. У табели 6.26 дате су  вредности коефицијента трења за основни материјал.      Табела 6.26. Коефицијент трења за материјал А356, на путу клизања од 2400 m, са подмазивањем  V, m/s  Fn, N  Коефицијент трења  Ширина трага хабања, mm  0.25  40  0.061  0.981  80  0.085  1.127  120  0.117  1.318  0.5  40  0.047  0.858  80  0.063  0.994  120  0.100  1.258  1.0  40  0.032  0.777  80  0.042  0.915  120  0.061  1.124    A356, 2400m, подмазивање 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 Брзина клизања, m/s 0.0 0.1 0.2 Ко еф иц ије нт тр ењ а  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N      A356, 2400m, подмазивање 0 40 80 120 160 Нормално оптерећење, N 0.0 0.1 0.2 Ко еф иц ије нт тр ењ а  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s   Слика 6.47. Коефицијент трења, A356, 2400 m, са подмазивањем  Вредности  коефицијента  трења  су  добијени  за  различите  услове  испитивања,  које  подразумевају  промену  три  брзине  клизања  и  три  величине  оптерећења.  За  основни  материјал А356 коефицијент трења се креће у границама од 0.032 до 0.117. Пут клизања  за испитивања са подмазивањем износи 2400 m.   Са  слике  6.47  може  да  се  уочи  да  коефицијент  трења  опада  са  повећањем  брзине  клизања,  али  да  расте  са  повећањем  нормалног  оптерећења.  Фрикционо  понашање  испитиваног  материјала  је  у  складу  са  трендовима.  Промена  коефицијента  трења  у  зависности од брзине клизања и нормалног оптерећења је скоро линеарна.  Додавањем  SiC  у  основни  материјал  долази  до  скока  коефицијента  трења  у  свим  режимима.  Вредности  се  крећу  у  границама  од  0.1  до  0.14.  Очигледно  је  да  је  распон  вредности коефицијента трења доста мањи у односу на основни материјал без обзира на  скок вредности. Истовремено се смањује хабање испитиваног композита, тј. расте његова  отпорност на хабање.  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 95       Табела 6.27. Коефицијент трења за материјал А356+10SiC на путу клизања од 2400 m са  подмазивањем  V, m/s  Fn, N  Коефицијент трења  Ширина трага хабања, mm  0.25  40  0.129  0.725  80  0.135  0.814  120  0.141  0.920  0.5  40  0.119  0.640  80  0.122  0.724  120  0.132  0.809  1.0  40  0.101  0.605  80  0.108  0.660  120  0.118  0.719    Сви  материјали  који  су  испитивани  у  условима  подмазивања,  па  и  А356+10SiC  имају  исту зависност коефицијента трења од брзине клизања и нормалног оптерећења. Наиме,  коефицијент трења опада са порастом брзине клизања, а расте са порастом оптерећења.  Са повећањем нормалног оптерећења смањује  се дебљина мазивог  слоја, што доводи до  повећања  коефицијента  трења,  услед  директног  контакта  врхова  неравнина  блока  са  диском.  Истовремено  са  повећањем  брзине  клизања,  побољшава  се  подмазивање  кроз  већу циркулацију и повећање уљног филма.   Вредности  коефицијента  трења  у  току  времена,  односно  са  повећањем пута  клизања  опадају. У почетном тренутку, контакт се остварује по линији. Током времена долази до  промене контактне геометрије. Из контакта у линију прелази се у контакт по површини,  што  је додатно праћено побољшањем подмазивања  због већег присуства мазива. Након  тога углавном долази до преласка са граничног на мешовито подмазивање.      A356+10SiC, 2400m, подмазивање 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 Брзина клизања, m/s 0.0 0.1 0.2 Ко еф иц ије нт тр ењ а  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N    A356+10SiC, 2400m, подмазивање 0 40 80 120 160 Нормално оптерећење, N 0.0 0.1 0.2 Ко еф иц ије нт тр ењ а  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s   Слика 6.48. Коефицијент трења, А356+10SiC, 2400 m, са подмазивањем  Додавањем графита добијају се хибридни композити. Масени удео графита креће се од  1%,  3%  до  5%.  Мерењем  коефицијента  трења  хибридног  композита  А356+10SiC+1Gr  уочено је да су његове вредности од 0.086 до 0.13. Повећањем масеног удела графита код  хибридних композита у условима подмазивања, долази со смањења коефицијента трења.  Овај тренд је уочен код хибридног композита са 1% и 3% графита.     Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 96      Табела  6.28.  Коефицијент  трења  за  материјал  А356+10SiC+1Gr  на  путу  клизања  од  2400  m  са  подмазивањем  V, m/s  Fn, N  Коефицијент трења Ширина трага хабања, mm 0.25  40  0.104 0.654  80  0.12 0.685  120  0.13 0.749  0.5  40  0.098 0.601  80  0.104 0.626  120  0.115 0.663  1.0  40  0.086 0.557  80  0.091 0.570  120  0.097 0.595      A356+10SiC+1Gr, 2400m, подмазивање 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 Брзина клизања, m/s 0.0 0.1 0.2 Ко еф иц ије нт тр ењ а  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N    A356+10SiC+1Gr, 2400m, подмазивање 0 40 80 120 160 Нормално оптерећење, N 0.0 0.1 0.2 Ко еф иц ије нт тр ењ а  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s   Слика 6.49. Коефицијент трења, А356+10SiC+1Gr, 2400 m, са подмазивањем    Коефицијент трења хибридног композита са 3% графита (А356+10SiC+3Gr) приказан је  у табели 6.29. Његове вредности су мање од коефицијента трења хибридног композита са  1% графита.      Табела 6.29. Коефицијент трења за материјал А356+10SiC+3Gr на путу клизања од 2400 m са  подмазивањем  V, m/s  Fn, N  Коефицијент трења Ширина трага хабања, mm 0.25  40  0.082 0.531  80  0.105 0.585  120  0.118 0.721  0.5  40  0.063 0.495  80  0.081 0.558  120  0.103 0.635  1.0  40  0.052 0.469  80  0.065 0.525  120  0.073 0.555    Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 97    A356+10SiC+3Gr, 2400m, подмазивање 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 Брзина клизања, m/s 0.0 0.1 0.2 Ко еф иц ије нт тр ењ а  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N    A356+10SiC+3Gr, 2400m, подмазивање 0 40 80 120 160 Нормално оптерећење, N 0.0 0.1 0.2 Ко еф иц ије нт тр ењ а  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s   Слика 6.50. Коефицијент трења, А356+10SiC+3Gr, 2400 m, са подмазивањем  Даље  повећање  садржаја  графита  до  5%,  огледа  се  у  повећању  коефицијента  трења.  Истовремено долази и до повећања ширине трага хабања, што је приказано у табели 6.30.   Очигледно  је  да  се  најбоље  триболошке  и  фрикционе  карактеристике  испитиваних  композитних  материјала,  у  условима  подмазивања,  јављају  код  истог  материјала.  Композит А356+10SiC+3Gr има најмањи коефицијент трења и најмање се хаба.   Коефицијент  трења  композита  А356+10SiC+5Gr  опада  са  порастом  брзине  клизања,  а  расте са порастом нормалног оптерећења (слика 6.51).  Табела 6.30. Коефицијент трења за материјал А356+10SiC+5Gr на путу клизања од 2400 m са  подмазивањем  V, m/s  Fn, N  Коефицијент трења Ширина трага хабања, mm 0.25  40  0.097 0.560  80  0.113 0.627  120  0.125 0.741  0.5  40  0.071 0.525  80  0.102 0.588  120  0.117 0.692  1.0  40  0.065 0.507  80  0.077 0.552  120  0.103 0.642    A356+10SiC+5Gr, 2400m, подмазивање 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 Брзина клизања, m/s 0.0 0.1 0.2 Ко еф иц ије нт  тр ењ а  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N     A356+10SiC+5Gr, 2400m, подмазивање 0 40 80 120 160 Нормално оптерећење, N 0.0 0.1 0.2 Ко еф иц ије нт  тр ењ а  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s   Слика 6.51. Коефицијент трења, А356+10SiC+5Gr, 2400 m, са подмазивањем  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 98    7  АНАЛИЗА РЕЗУЛТАТА    7.1. Анализа резултата испитивања без подмазивања    Испитивање триболошког понашања композитних материјала реализовано је на истој  мерној  апаратури и  за исте  услове. Наиме  триболошка испитивања без подмазивања  су  извршена на трибометру са block on disc контактном геометријом, за три брзине клизања  (0.25 m/s, 0.5 m/s и 1.0 m/s) и три нормална оптерећења (10 N, 20 N и 30 N). Резултати  испитивања  су  представљени  у  претходном  поглављу.  На  дијаграмима  7.1‐7.33  су  дати  упоредни резултати за све испитиване материјале по различитим критеријумима.    7.1.1. Утицај пута клизања на хабање   Зависности  интензитета  хабања  од  пута  клизања  у  свим  режимима  испитивања,  односно  за  три  величине  нормалног  оптерећења  и  три  брзине  клизања  и  за  све  материјале збирно приказане су на слици 7.1. Анализа добијених дијаграма показује да се  разматрани  материјали  не  понашају  триболошки  исто  за  све  режиме  испитивања.  На  дијаграмима  су приказани интензитети хабања основног материјала А356, композитног  материјала  A356+10%SiC  и  хибридних материјала  A356+10%SiC+(1,  3  и  5%)  Gr.  Највећи  интензитет  хабања  се  јавља  код  основног  материјала  А356,  и  то  у  свим  режимима  испитивања и дуж целог пута клизања.  Период уходавања испитиваних материјала износи ~100 m. После овог пута клизања  испитивани  материјали  улазе  у  период  нормалног  хабања.  Утицај  пута  клизања  на  интензитет  хабања  је  очигледан.  На  слици  7.1  се  уочава  да  су  дијаграми  различити  у  зависности  од  режима  испитивања,  тј.  од  величине  нормалног  оптерећења  и  брзине  клизања. При малом оптерећењу  (10 N)  и најмањој  брзини клизања  (0.25 m/s)  основни  механизам  хабања  је  атхезионо  хабање.  При  томе  долази  до  трансфера  материјала  и  високих  вредности  коефицијента  трења.  Услед  атхезије,  период  нормалног  хабања  основног материјала и композита ојачаног SiC (A356+10SiC) траје  јако кратко. Већ после  300  m  интензитет  хабања  ових  материјала  почиње  да  расте  и  они  након  тога  улазе  у  период интензивног хабања. До раста интензитета хабања долази и услед тога што је при  малим брзинама клизања време контакта два пута, односно четири пута дуже у односу на  време  контакта  при  највећој  брзини  клизања.  Вредности  ширина  трагова  хабања  и  интензитета хабања показују да би већ после 1000 m утицај пута клизања, односно брзине  клизања, био другачији.   Додавање графита и формирање хибридних композита се огледа у продужењу периода  нормалног хабања на 600 m, а у појединим режимима и до 900 m. Дужи период нормалног  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 99    хабања  хибридних  композита  се  јавља  при  већим  брзинама,  али  и  при  већим  оптерећењима.   Наиме,  посебно  велики  утицај  на  интензитет  хабања  има  величина  нормалног  оптерећења. При најмањој сили од 10 N, хибридни композити са 1, 3 и 5% графита хабају  се мање од основног материјала и композита са 10% SiC без  графита. После 600 m пута  клизања, хибридни композит са 5% графита  (A356+10SiC+5Gr) почиње нагло да се хаба,  тако  да  најбоље  карактеристике  имају  хибридни  композити  са  1%  и  3%  графита  (A356+10SiC+1Gr и A356+10SiC+3Gr).  При нормалном оптерећењу од 20 N,  сви испитивани материјали се понашају  слично,  осим хибридног композита са 1% графита који има супериорне карактеристике. Још мање  разлике између испитиваних материјала се јављају при оптерећењу од 30 N.   F1=10 N, V1=0.25 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -3 /m  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr   F1=10 N, V2=0.5 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -3 /m  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr   F1=10 N, V3=1 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -3 /m  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr    F2=20 N, V1=0.25 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -3 /m  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr   F2=20 N, V2=0.5 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -3 /m  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr   F2=20 N, V3=1 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -3 /m  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr    F3=30 N, V1=0.25 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -3 /m  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr   F3=30 N, V2=0.5 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -3 /m  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr   F3=30 N, V3=1 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 6 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -3 /m  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr   Слика 7.1. Интензитет хабања испитиваних материјала у зависности од пута клизања  Евидентно  је  да  оптерећење  има  највећи  утицај  на  хабање  испитиваних  материјала.  Имајући у виду да тврдоћа материјала опада са додавањем графита, очигледно  је да она  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 100    има  доминантан  утицај  при  већим  оптерећењима.  Средња  просечна  тврдоћа  хибридног  композита  са  5%  графита  износи  40  HV.  Тврдоће  осталих  материјала  приказане  су  у  табели 7.1.  Табела 7.1. Тврдоће испитиваних материјала  Материјал  А356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr  Тврдоћа, HV  85  68  60  46  40    7.1.2. Утицај садржаја графита на хабање   Зависност интензитета хабања од садржаја графита у композитима приказана на слици  7.2.  Анализирани  су  само  композити  са  SiC  и  графитом  без  основног  материјала.  На  дијаграмима  се  уочава  да  се  додавањем  1%  графита  интензитет  хабања  смањује.  При  најмањем оптерећењу од 10 N, интензитет хабања хибридних композита је 2÷4 пута мањи  него код композита без графита (A356+10SiC). Са повећањем оптерећења утицај графита  на  смањење интензитета хабања  је мањи. При оптерећењу од 20 N и 30 N отпорност на  хабање  расте  за  30÷50%.  Даље  повећање  садржаја  графита  од  3%  повећава  интензитет  хабања. Ово повећање је најмање при сили од 10 N. Већ при оптерећењу од 30 N примећује  се да је интензитет хабања хибридног композита већи од интензитета хабања композита  A356+10SiC.  Иста  зависност  се  јавља  и  са  повећањем  садржаја  графита  од  5%.  Овде  је  тренд још уочљивији, посебно код виших оптерећења. До раста интензитета хабања расте  услед смањења тврдоће испитиваних материјала, али и природе контакта.  На дијаграмима се такође види да се најмање хаба хибридни композит са 1% графита,  односно A356+10SiC+1Gr.     7.1.3. Утицај брзине клизања и нормалног оптерећења на хабање   Зависност  интензитета  хабања  испитиваних  материјала  од  брзине  клизања  и  нормалног  оптерећења  приказана  је  слици  7.3.  Очигледно  је  да  интензитет  хабања  испитиваних  материјала  расте  и  са  повећањем  нормалног  оптерећења  и  са  повећањем  брзине клизања. Према положају кривих на дијаграмима може се приметити да пресудан  и одлучујући утицај (стрмије криве) има величина нормалног оптерећења.  Ако се анализира утицај оптерећења на интензитет хабања, може да се примети да су  трендови  које  поседују  основни  материјал  А356,  композитни  материјал  А356+10SiC  и  хибридни  композит  A356+10SiC+1Gr  скоро  индентични.  Хабање  ових  материјала  интензивно  расте  од  10  N  до  20  N,  а  затим  је  тај  раст  доста  мањи.  Истовремено,  интензитет  хабања  хибридних  композита  A356+10SiC+3Gr  и  A356+10SiC+5Gr  је  скоро  линеаран  у  зависности  од  оптерећења. Њихов  интензитет  хабања  је  све  време  већи  од  интензитета  хабања  хибридног  композита  са  1%  графита.  Међутим,  већ  после  20  N  оптерећења,  њихов  интензитет  хабања  прелази  и  интензитет  хабања  композитног  материјала.  При  највећем  оптерећењу  интензитет  хабања  хибридног  композита  са  5%  графита је већи од интензитета хабања основног материјала.   Утицај  брзине  клизања  на  интензитет  хабања  испитиваних  композита  је  скоро  линеаран. Са порастом брзине клизања, интензитет хабања расте. При најмањој сили од  10  N  интензитет  хабања  хибридних  композита  са  1%  и  3%  графита  је  доста  мањи  од  интензитета  хабања  осталих  материјала  за  све  брзине  клизања.  У  истим  условима  хибридни композит са 5% графита се интензивно хаба при већим брзинама.  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 101    У  свим  случајевима,  тј.  за  све  три  брзине  и  сва  три  нормална  оптерећења  најмањи  интензитет хабања има хибридни композит A356+10SiC+1Gr.  F1=10 N, 900 m 0 1 2 3 4 5 6 Садржај графита, % 0.0 0.5 1.0 Ин те нз ит ет  ха ба ња , m m 3 x 10 ‐3 / m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s     V1=0.25 m/s, 900 m 0 1 2 3 4 5 6 Садржај графита, % 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Ин те нз ит ет  ха ба ња , m m 3 x 10 ‐3 / m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N     F2=20 N, 900 m  0 1 2 3 4 5 6 Садржај графита, % 1.0 1.5 2.0 2.5 Ин те нз ит ет  ха ба ња , m m 3 x 10 ‐3 / m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s     V2=0.5 m/s, 900 m  0 1 2 3 4 5 6 Садржај графита, % 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 Ин те нз ит ет  ха ба ња , m m 3 x 10 ‐3 / m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    F3=30 N, 900 m 0 1 2 3 4 5 6 Садржај графита, % 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 Ин те нз ит ет  ха ба ња , m m 3 x 10 ‐3 / m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s     V3=1 m/s, 900 m  0 1 2 3 4 5 6 Садржај графита, % 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Ин те нз ит ет  ха ба ња , m m 3 x 10 ‐3 / m  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    Слика 7.2. Интензитет хабања испитиваних материјала у зависности од садржаја графита   Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 102      V1=0.25 m/s, 900 m 0 10 20 30 40 Нормално опререћење, N 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -3 /m  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr    F1=10 N, 900 m 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 Брзина клизања, m/s 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -3 /m  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr   V2=0.5 m/s, 900 m 0 10 20 30 40 Нормално опререћење, N 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -3 /m  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr   F2=20 N, 900 m 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 Брзина клизања, m/s 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -3 /m  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr    V3=1 m/s, 900 m 0 10 20 30 40 Нормално опререћење, N 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -3 /m  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr    F3=30 N, 900 m 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 Брзина клизања, m/s 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -3 /m  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr   Слика 7.3. Интензитет хабања испитиваних материјала у зависности од нормалног оптерећења и  брзине клизања   Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 103    На  слици  7.4.  приказана  је  зависност  интензитета  хабања  испитиваних  материјала  после 900 m пута клизања за све брзине клизања и сва нормална оптерећења у условима  без подмазивања.     Слика 7.4. Интензитет хабања испитиваних материјала у зависности од брзине клизања и  нормалног оптерећења после 900 m пута клизања   Зависност интензитета хабања од брзине клизања и нормалног оптерећења у облику  просторних  мапа  приказана  је  на  сликама  7.5‐7.9.  Интензитет  хабања  је  апроксимиран  експоненцијалном  функцијом  облика  ܫ = ܽ ∙ ܨ௡௕ ∙ ݒ௖  која  највише  одговара  реалној расподели.  Избор  одговарајуће  криве  потврђена  је  високим  коефицијентом  корелације.  Посматрањем и  анализом добијених  кривих може  се  уочити  одређена  сличност,  између  различитих  материјала.  Сви  непознати  коефицијенти,  као  и  коефицијент  корелације  за  испитиване материјале приказани су у табели 7.2.  Табела 7.2. Интензитет хабања испитиваних материјала у условима без подмазивања  Интензитет хабања, mm3x10‐3/m  ܫ ൌ ܽ ∙ ܨ௡௕ ∙ ݒ௖   Контактни пар  a  b  c  Коефицијент корелације Блок  Диск  А356  Č3840  0.1226  1.0046  0.219  0.9330  А356+10SiC  Č3840  0.1138  0.9464  0.144  0.9421  А356+10SiC+1Gr  Č3840  0.005  1.8933  0.2973  0.9395  А356+10SiC+3Gr  Č3840  0.004  2.0398  0.3132  0.9243  А356+10SiC+5Gr  Č3840  0.037  1.3828  0.2892  0.9462      0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 Fn=10 N Fn=20 N Fn=30 N Fn=10 N Fn=20 N Fn=30 N Fn=10 N Fn=20 N Fn=30 N v=0.25 m/s v=0.5 m/s v=1 m/s Ин тен зит ет  хаб ањ а, m m 3 x 10 ‐3 / m A356 A356+10SiC A356+10SiC+1Gr A356+10SiC+3Gr A356+10SiC+5Gr Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 104    Слика 7.5. Интензитет хабања основног  материјала, А356   Слика 7.6. Интензитет хабања композитног материјала, А356+10SiC   Слика 7.7. Интензитет хабања хибридног  композита, А356+10SiC+1Gr   Слика 7.8. Интензитет хабања хибридног  композита, А356+10SiC+3Gr    Слика 7.9. Интензитет хабања хибридног композита,   А356+10SiC+5Gr      Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 105    7.1.4. Утицај пута клизања на коефицијент трења    Испитивања  фрикционих  карактеристика  алуминијумских  легура  ојачаних  керамичким ојачивачима показују да се вредности коефицијента трења крећу у распону  од  0.25÷0.9.  На  величину  коефицијента  трења  утиче  велики  број  фактора:  врста  алуминијумске  основе,  величина  и  процентуални  састав  и  врста  ојачивача,  поступак  добијања  композита,  врста  контактне  геометрије,  величина  нормалног  оптерећења,  брзина клизања, дужина пута клизања, врста подмазивања итд [100‐139].    Измерене вредности коефицијента трења у условима без подмазивања су доста велике.  Коефицијент трења основног материјала у свим условима испитивања има вредности од  0.33÷0.62. Вредности за коефицијент трења које су узете у анализи представљају средње  вредности коефицијента трења после периода уходавања. На сликама 7.10‐7.12 приказане  су  зависности  коефицијента  трења  од  пута  клизања,  које  су  добијене  за  основни  материјал А356, за сва три оптерећења. На графицима се уочава да су највеће вредности  коефицијента трења при најмањој брзини клизања и то за сва три оптерећења. Такође је  очигледно да  се после периода уходавања коефицијент трења врло мало мења, посебно  при великим брзинама клизања.      Слика 7.10. Коефицијент трења основног материјала А356, при оптерећењу од 10 N     Слика 7.11. Коефицијент трења основног материјала А356, при оптерећењу од 20 N   0 0.2 0.4 0.6 0.8 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Ко еф иц ије нт  тре ња Пут клизања, m A356, F1=10 N, без подмазивања V=0.25 m/s V=0.5 m/s V=1.0 m/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Ко еф иц ије нт  тре ња Пут клизања, m A356, F2=20 N, без подмазивања V=0.25 m/s V=0.5 m/s V=1.0 m/s Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 106      Слика 7.12. Коефицијент трења основног материјала А356, при оптерећењу од 30 N   Врло  мала  промена  коефицијента  трења  од  пута  клизања  карактеристична  је  за  контактне  парове  са  подмазивањем.  Основни  разлог  малог  одступања  вредности  коефицијента  трења  представља  природа  контакта  алуминијумске  легуре  А356  и  металног контратела. Дијаграми промене интензитета хабања са путем клизања за остале  испитиване материјале у условима без подмазивања имају сличан облик.    7.1.5. Утицај брзине клизања и нормалног оптерећења на коефицијент трења    Анализом  вредности  са  слике  7.13  и  7.14.  може  да  се  уочи  да  коефицијенти  трења  основног материјала А356,  композитног материјала А356+10SiC и  хибридног композита  А356+10SiC +1Gr опадају са повећањем брзине клизања. Такође коефицијенти трења ових  материјала  опадају  и  са  повећањем  нормалног  оптерећења.  Додавањем  силицијум‐ карбида  у  основни  материјал  побољшавају  се  триболошке  карактеристике,  али  истовремено  долази  до  повећања  коефицијента  трења.  Коефицијент  трења  се  креће  у  границама  од  0.58÷0.7.  Новоформирани  композитни  материјал  А356+10SiC  има  за  (10÷30)%  већи  коефицијент  трења  од  основног  материјала  А356.  Посебно  је  очигледан  скок  коефицијента  трења  од  30%  при  већим  брзинама  клизања  (1  m/s).  Главни  узрок  раста вредности коефицијента трења представља промена механизма хабања. Наиме при  већим  брзинама  клизања  доминантно  је  абразивно  хабање,  што  за  последицу  има  повећање коефицијента трења.  Као  матрица  испитиваних  материјала  користи  се  Al‐Si  легура  (А356).  Основни  материјал поседује 7% силицијума (Si) као саставни елемент. Све време контакта највеће  оптерећење  носи  Si‐фаза  у  основном  материјалу,  као  и  SiC  у  композитном  материјалу  А356+10SiC.  Најпре  се  контакт  остварује  по  линији,  а  затим  се  повећава  површина  контакта између два материјала. Са порастом оптерећења долази до повећаног хабања и  до  смањења  коефицијента  трења  [26,28,38,73,103,104,105,106,110,112,117,126,127,130,  131,135,137,139].  Продукти  хабања  остају  у  зони  контакта  у  облику  финог  праха.  Ове  честице  се  под  дејством  SiC  и  металног  контратела  додатно  уситњавају.  Услед  оптерећења,  температура  у  контакту  расте,  што  доводи  до  омекшавања  похабаног  материјала. Овако добијени продукти хабања се понашају као средство за подмазивање.  0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Ко еф иц ије нт  тре ња Пут клизања, m A356, F3=30 N, без подмазивања V=0.25 m/s V=0.5 m/s V=1.0 m/s Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 107    Смањује се контактни притисак између композита и металног контратела, што доводи до  смањења коефицијента трења.   V1=0.25 m/s, 900m 0 10 20 30 40 Нормално оптерећење, N 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 Ко еф иц ије нт тр ењ а  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr    F1=10N, 900m 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 Брзина клизања, m/s 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 Ко еф иц ије нт тр ењ а  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr     V2=0.5 m/s, 900m 0 10 20 30 40 Нормално оптерећење, N 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 Ко еф иц ије нт тр ењ а  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr    F2=20N, 900m 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 Брзина клизања, m/s 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 Ко еф иц ије нт тр ењ а  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr    V3=1 m/s, 900m 0 10 20 30 40 Нормално оптерећење, N 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 Ко еф иц ије нт тр ењ а  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr    F3=30N, 900m 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 Брзина клизања, m/s 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 Ко еф иц ије нт тр ењ а  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr   Слика 7.13. Коефицијент трења у зависности од брзине клизања и нормалног оптерећења     Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 108      Слика 7.14. Коефицијент трења испитиваних материјала у условима без подмазивања   На сликама 7.15. и 7.16. су приказани трагови хабања са продуктима хабања за основни  материјал А356 и композит А356+10SiC.   До пада коефицијента долази и са порастом брзине клизања услед пораста температуре  у зони контакта [79,100,102,103,108,114,116,117,125,131,132,133,139].     Слика 7.15. Траг хабања основног  материјала А356    Слика 7.16. Траг хабања композитног  материјала А356+10SiC  Додавањем графита добијамо хибридне композите са 10% SiC и 1, 3 и 5% графита. На  основу дијаграма можемо да приметимо да  у датим режимима испитивања  (три брзине  клизања и три нормална оптерећења) коефицијент трења има тренд раста са повећањем  масеног удела графита.   Хибридни  композит  са  1%  графита  (А356+10SiC+1Gr)  се фрикционо  понаша исто  као  основни материјал А356 и као композитни материјал А356+10SiC. Са повећањем брзине  клизања  и  нормалног  оптерећења  коефицијент  трења  опада.  Међутим,  добијене  вредности  коефицијента  трења  (0.65‐0.72)  су  јако  блиске  и  имају  устаљене  вредности.  Очигледно је да овакав однос масених удела ојачивача позитивно делује на концентрацију  0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 Fn=10 N Fn=20 N Fn=30 N Fn=10 N Fn=20 N Fn=30 N Fn=10 N Fn=20 N Fn=30 N v=0.25 m/s v=0.5 m/s v=1 m/s Ко еф иц ије нт  тр ењ а A356 A356+10SiC A356+10SiC+1Gr A356+10SiC+3Gr A356+10SiC+5Gr Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 109    вредности  коефицијента  трења.  Истовремено  треба  нагласити  да  хибридни  композит  А356+10SiC+1Gr  има  најбоље  триболошке  карактеристике,  односно  најмање  хабање  од  испитиваних материјала.  Даље  додавање  графита  доводи  до  промене  тренда  коефицијента  трења.  Раст  вредности коефицијента трења је очигледан, међутим са порастом нормалног оптерећења  долази до раста, док са порастом брзине клизања коефицијент трења опада. Евидентан је  велики утицај нормалног оптерећења на фрикционо понашање хибридних композита са  3%  и  5%  графита.  Хибридни  композит  А356+10SiC+3Gr  има  вредности  коефицијента  трења од 0.69÷0.82, док хибридни композит А356+10SiC+5Gr има коефицијент трења од  0.71÷0.86.  Повећање  масеног  удела  графита  код  испитиваних  композита  доводи  до  дивергенције вредности коефицијента трења. Посматрајући хабање и коефицијент трења  заједно, може да се примети да се хибридни композити са 3% и 5% графита хабају доста  више  од  хибридног  композита  са  1%  графита. Посебно  је  изражено њихово  хабање при  већим оптерећењима. Истовремено тврдоћа ових материјала опада са повећањем масеног  удела графита. Са повећањем ширине трага хабања, контакт се остварује између металног  диска и врхова силицијум‐карбида које се налазе у хибридном композиту. Овакав контакт  ја праћен високим вредностима коефицијента трења.  Очигледно да порозност композита  расте са повећањем садржаја графита.   Са порастом садржаја графита у композиту, смањује се количина продуката хабања која  остаје  у  зони  контакта  услед  које  долази  до  смањења  коефицијента  трења  при  већим  брзинама  и  оптерећењима.  Због  смањења  тврдоће  и  повећања  порозности  материјала  хибридних  композита  слаби  веза  између  силицијум  карбида  и  матрице.  Честице  SiC  се  одвајају  од  основног  материјала,  улазе  у  зону  контакта.  Њихово  присуство  доводи  до  повећања коефицијента трења хибридних композита.   Очигледно  је  да  на  коефицијент  трења  највећи  утицај  имају  брзина  клизања  и  нормално  оптерећење.  При  формирању  кривих  претпостављена  је  експоненцијална  зависност  коефицијента  трења  од  датих  величина  у  облику:  ߤ = ܽ ∙ ܨ௡௕ ∙ ݒ௖  .  Непознати коефицијенти за све испитиване материјале приказани су у табели 7.3.  Табела 7.3. Коефицијент трења испитиваних материјала у условима без подмазивања  Коефицијент трења  ߤ ൌ ܽ ∙ ܨ௡௕ ∙ ݒ௖  Контактни пар  a  b  c  Коефицијент корелације Блок  Диск  А356  Č3840  0.6807  ‐0.1922  ‐0.3056  0.9189  А356+10SiC  Č3840  0.7802  ‐0.0815  ‐0.0749  0.9494  А356+10SiC+1Gr  Č3840  0.727  ‐0.0378  ‐0.0562  0.9518  А356+10SiC+3Gr  Č3840  0.5685  0.0782  ‐0.0488  0.9658  А356+10SiC+5Gr  Č3840  0.6084  0.0661  ‐0.0742  0.9604  На наредним дијаграмима су приказани просторни дијаграми зависности коефицијента  трења од брзине клизања и нормалног оптерећења (слике 7.17. – 7.21.).     Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 110    Слика 7.17. Коефицијент трења основног  материјала А356  Слика 7.18. Коефицијент трења композитног  материјала А356+10SiC  Слика 7.19. Коефицијент трења хибридног  композита А356+10SiC+1Gr  Слика 7.20. Коефицијент трења хибридног  композита А356+10SiC+3Gr    Слика 7.21. Коефицијент трења хибридног композита   А356+10SiC+5Gr  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 111    7.2. Анализа резултата са подмазивањем    Испитивање триболошких карактеристика хибридних композита показују своју праву  слику у условима подмазивања. Наиме, испитивања су извршена за три брзине клизања  (0.25 m/s, 0.5 m/s и 1.0 m/s) и три нормална оптерећења (40 N, 80 N и 120 N). При томе је  све време коришћено уље за подмазивање, а пут клизања је износио 2400 m.     7.2.1. Утицај пута клизања на хабање    Зависност  интензитета  хабања  од  пута  клизања  за  све  испитиване  материјале  приказана  је  на  слици  7.22.  Интензитет  хабања  је  представљен  у  свим  режимима  испитивања, односно за три брзине клизања и три нормална оптерећења. Оно што може  одмах  да  се  примети на  дијаграмима  јесте  да  се  они међусобно  веома мало  разликују  у  односу  на  испитивање  без  подмазивања.  Интензитет  хабања  у  зависности  од  пута  клизања  има  сличан  карактер  за  све  испитиване  материјале,  само  је  разлика  у  нивоу  хабања.  Почетни  контакт  између  диска  и  блока  остварује  се  по  линији.  Линијски  контакт  временом  прелази  у  површински  што  је  праћено  растом  интензитета  хабања,  тј.  повећањем  продуката  хабања  Анализом  добијених  дијаграма може  да  се  примети  да  се  највеће хабање  јавља у првој фази (фази уходавања) до 300 m пута клизања. Након овог  периода  материјали  се  врло  мало  хабају.  Нешто  дужи  период  уходавања  се  јавља  код  основног материјала А356. У прилогу су дати дијаграми зависности запремине похабаног  материјала у зависности од пута клизања за све режиме испитивања.  Највеће  хабање  се  јавља  код  основног  материјала  А356.  Детаљном  анализом  интензитета хабања испитиваних материјала може да  закључи да  је интензитет хабања  основног материјала А356, 5÷10 пута већи од интензитета хабања хибридних композита и  то у свим режимима испитивања.  Додавањем SiC у основни материјал добија се композит A356+10SiC , чији је интензитет  хабања  3÷5  пута  мањи  од  интензитета  хабања  основног  материјала.  Очигледно  да  SiC  повећава  отпорност  на  хабање  новодобијеног  композита,  што  се  огледа  и  у  повећању  коефицијента трења.   Испитивање  хибридних  композита  са  1%  и  3%  графита,  A356+10SiC+1Gr  и  A356+10SiC+3Gr,  показује  још  боље  триболошке  карактеристике.  Ови  композити  имају  још мањи интензитет хабања. Најмање хабање се јавља код композита са 3% графита и то  у свим режимима и цео пут клизања.  Код  хибридног  композита  са  5%  графита,  A356+10SiC+5Gr,  дуж  целог  пута  клизања  интензитет  хабања  је  већи  него  код  композита  са  3%  графита.  Очигледно  да  смањена  тврдоћа  и  повећана  порозност  утичу  на  повећање  интензитета  хабања  хибридног  композита A356+10SiC+5Gr.    Све  време  испитивања  (до  2400 m)  материјали  се  налазе  у  фази  нормалног,  односно  умереног  хабања.  Очигледно  је  да  додавањем  уља,  триболошке  карактеристике  хибридних композита долазе до изражаја.  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 112    F1=40 N, V1=0.25 m/s , подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 6 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -5 /m  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr   F1=40 N, V2=0.5 m/s, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -5 /m  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr   F1=40 N, V3=1 m/s, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -5 /m  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr     F2=80 N, V1=0.25 m/s, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 5 10 15 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -5 /m  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr   F2=80 N, V2=0.5 m/s, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 5 10 15 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -5 /m  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr   F2=80 N, V3=1 m/s, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -5 /m  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr   F3=120 N, V1=0.25 m/s, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -5 /m  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr   F3=120 N, V2=0.5 m/s, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 5 10 15 20 25 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -5 /m  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr   F3=120 N, V3=1 m/s, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 5 10 15 20 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -5 /m  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr      Слика 7.22. Интензитет хабања испитиваних материјала у зависности од пута клизања  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 113    7.2.2. Утицај садржаја графита на хабање  На  слици  7.23  приказане  су  зависности  интензитета  хабања  од  садржаја  графита  у  испитиваним  материјалима.  На  дијаграмима  је  дат  интензитет  хабања  композитног  материјала  A356+10SiC,  као  и  интензитети  хабања  хибридних  композита  са  1,  3  и  5  %  графита. Очигледно је да се најмањи интензитет хабања јавља код хибридних композита  са 3% графита и то за све три брзине клизања и сва три оптерећења.  V1=0.25 m/s, 2400 m, подмазивање 0 1 2 3 4 5 6 Садржај графита, % 0.0 0.5 1.0 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -5 /m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N    F1=40 N, 2400 m,  подмазивање 0 1 2 3 4 5 6 Садржај графита, % 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -5 /m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    V2=0.5 m/s, 2400 m, подмазивање 0 1 2 3 4 5 6 Садржај графита, % 0.0 0.5 1.0 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -5 /m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N    F2=80 N, 2400 m, подмазивање 0 1 2 3 4 5 6 Садржај графита, % 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -5 /m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s   V3=1 m/s, 2400 m, подмазивање 0 1 2 3 4 5 6 Садржај графита, % 0.0 0.5 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -5 /m  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N    F3=120 N, 2400 m, подмазивање 0 1 2 3 4 5 6 Садржај графита, % 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -5 /m  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    Слика 7.23. Интензитет хабања у зависности од садржаја графита  7.2.3. Утицај брзине клизања и нормалног оптерећења на хабање  Зависност интензитета хабања од брзине клизања и нормалног оптерећења приказана  је  на  сликама  7.24.  и  7.25.  Са  порастом  нормалног  оптерећења  долази  до  раста  интензитета  хабања  свих  испитиваних  материјала.  Посебно  изражен  раст  интензитета  хабања  уочен  је  код  основног  материјала.  При  порасту  оптерећења  од  40  N  до  120  N,  интензитет хабања основног материјала расте ~3 пута за све три брзине клизања.   Интензитет  хабања  осталих  материјала  има  скоро  линеарну  зависност  од  нормалног  оптерећења.  Посматрајућу  упоредно  све  материјале,  најмањи  интензитет  хабања  има  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 114    хибридни композит са 3% графита. Нешто већи интензитет хабања има композит са 5%  графита, посебно при већим оптерећењима.  Са  порастом  брзине  клизања  долази  до  смањења  интензитета  хабања.  Нешто  веће  вредности  се  јављају  при  мањим  брзинама  клизања.  Овакав  тренд  је  и  очекиван,  с  обзиром да је време трајања контакта при најмањој дужини клизања 0.25 m/s најдуже. Са  порастом брзине клизања време контакта се смањује за исти пут клизања. Највећи ефекат  брзине клизања је уочен код основног материјала.   V1=0.25 m/s, 2400 m, подмазивање 0 40 80 120 160 Нормално опререћење, N 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -5 /m  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr    F1=40 N, 2400 m, подмазивање 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 Брзина клизања, m/s 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -5 /m  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr   V2=0.5 m/s, 2400 m, подмазивање 0 40 80 120 160 Нормално опререћење, N 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -5 /m  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr    F3=80 N, 2400 m, подмазивање 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 Брзина клизања, m/s 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -5 /m  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr   V3=1 m/s, 2400 m, подмазивање 0 40 80 120 160 Нормално опререћење, N 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -5 /m  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr    F3=120 N, 2400m, подмазивање 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 Брзина клизања, m/s 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Ин те нз ит ет ха ба ња , m m 3 x 10 -5 /m  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr   Слика 7.24. Интензитет хабања испитиваних материјала у зависности од брзине клизања и  нормалног оптерећења  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 115        Слика 7.25. Интензитет хабања испитиваних материјала    Зависност  интензитета  хабања  испитиваних  материјала  од  брзине  клизања  и  нормалног  оптерећења  приказана  је  на  сликама  7.26‐7.30.  При  томе  је  узето  да  је  зависност  интензитета  хабања  од  наведених  величина  експоненцијална.  Вредности  непознатих  коефицијената  (a,  b  и  c)  дати  су  у  табели  7.4.  При  одређивању  кривих  очигледно је велико поклапање, с обзиром на вредности коефицијената корелације.    Табела 7.4. Интензитет хабања испитиваних материјала у условима у условима подмазивања  Интензитет хабања, mm3x10‐3/m  ܫ ൌ ܽ ∙ ܨ௡௕ ∙ ݒ௖   Контактни пар  a  b  c  Коефицијент корелације Блок  Диск  А356  Č3840  0.0195  0.9202  ‐0.4336  0.9564  А356+10SiC  Č3840  0.0278  0.5753  ‐0.4595  0.9522  А356+10SiC+1Gr  Č3840  0.0718  0.2601  ‐0.4137  0.9628  А356+10SiC+3Gr  Č3840  0.0105  0.6335  ‐0.3586  0.9386  А356+10SiC+5Gr  Č3840  0.0107  0.6921  ‐0.2679  0.9476  Израчунати коефицијенти a, b и c у експоненцијалним изразима за интензитет хабања  испитиваних  материјала  се  врло  мало  разликују  од  материјала  до  материјала.  Овим  се  потврђује да промена интензитета хабања (односно промена ширине трага хабања) има  исти карактер за све испитиване материјале, а да је разлика само у величини хабања.   0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 Fn=40 N Fn=80 N Fn=120 N Fn=40 N Fn=80 N Fn=120 N Fn=40 N Fn=80 N Fn=120 N v=0.25 m/s v=0.5 m/s v=1 m/s Ин те нз ит ет  ха ба ња , m m 3 x 10 ‐5 / m Подмазивање A356 A356+10SiC A356+10SiC+1Gr A356+10SiC+3Gr A356+10SiC+5Gr Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 116    Слика 7.26. Интензитет хабања основног  материјала А356   Слика 7.27. Интензитет хабања композитног  материјала А356+10SiC  Слика 7.28. Интензитет хабања хибридног  композита А356+10SiC+1Gr  Слика 7.29. Интензитет хабања хибридног  композита А356+10SiC+3Gr   Слика 7.30. Интензитет хабања хибридног композита   А356+10SiC+5Gr  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 117    7.2.4. Утицај пута клизања на коефицијент трења     Поред  мерења  ширине  трага  хабања,  током  испитивања  континуално  је  праћен  коефицијент  трења.  Сила  трења,  односно  коефицијент  трења  меморисан  је  у  виду  временских  сесија  које  су  дефинисане  мерном  апаратуром.  На  основу  добијених  вредности формиране су криве промене коефицијента трења у функцији пута клизања. На  дијаграмима  7.31‐7.35  приказани  су  коефицијенти  трења  за  све  испитиване  материјале  при оптерећењу од 40 N.  На  слици  7.31  је  јасно  уочљив  пад  вредности  коефицијента  трења  у  самом  почетку  процеса трења, а затим коефицијент одржава стабилан ниво уз благи пад без изразитих  одступања.  Оваква  природа  коефицијента  трења  последица  је  промене  контактне  геометрије  која  се  мења  од  линијске  на  самом  почетку  процеса  трења,  па  са  развојем  процеса хабања, прелази у површински контакт, омогућавајући присуство веће количине  мазива  у  зони  контакта  и  стварајући  услове  за  прелазак  од  граничног  на  мешовито  подмазивање.   До  пада  сталног  пада  вредности  коефицијента  долази  услед  формирања  MML  слоја,  односно преласка  честица  гвожђа  са  контратела на  композитни блок, што  је  потврђено  СЕМ микроскопијом и ЕДС анализом.     Слика 7.31. Коефицијент трења основног материјала А356      Слика 7.32. Коефицијент трења композитног материјала А356+10SiC  0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Ко еф иц ије нт  тре ња Пут клизања, m A356, Fn=40N V=0.25 m/s V=0.5 m/s V=1.0 m/s 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Ко еф иц ије нт  тре ња Пут клизања, m A356+10SiC, Fn=40 N V=0.25 m/s V=0.5 m/s V=1.0 m/s Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 118      Слика 7.33. Коефицијент трења хибридног композита А356+10SiC+1Gr      Слика 7.34. Коефицијент трења хибридног композита А356+10SiC+3Gr      Слика 7.35. Коефицијент трења хибридног композита А356+10SiC+5Gr  Зависност  коефицијента  трења  од  пута  клизања  за  остала  оптерећења  има  сличан  изглед, односно коефицијент трења после почетног пада све време има благу стагнацију  без већих осцилација.   0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Ко еф иц ије нт  тре ња Пут клизања, m A356+10SiC+1Gr, Fn=40 N V=0.25 m/s V=0.5 m/s V=1.0 m/s 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Ко еф иц ије нт  тре ња Пут клизања, m A356+10SiC+3Gr, Fn=40 N V=0.25 m/s V=0.5 m/s V=1.0 m/s 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Ко еф иц ије нт  тре ња Пут клизања, m A356+10SiC+5Gr, Fn=40 N V=0.25 m/s V=0.5 m/s V=1.0 m/s Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 119    7.2.5. Утицај брзине клизања и нормалног оптерећења на коефицијент трења     Поред  триболошких  карактеристика  врло  су  битне  и  фрикционе  карактеристике  материјала (сила трења и коефицијент трења). Мерење силе трења, односно коефицијента  трења  одређеног  материјала  реализовано  је  три  пута  у  истим  радним  условима.  Као  меродавна  вредност  коефицијента  трења  узета  је  средња  аритметичка  вредност  ових  мерења. На сликама 7.36 и 7.37 су приказане зависности коефицијента трења од брзине  клизања и нормалног оптерећења у условима подмазивања. Оно што може прво да се уочи  са  дијаграма  јесте  да  се  вредности  коефицијента  трења  налазе  у  опсегу  од  0.05÷0.15.  Такође, очигледно је да коефицијент трења опада са порастом брзине клизања, а да расте  са повећањем нормалног оптерећења.  V1=0.25 m/s, 2400m, подмазивање 0 40 80 120 160 Нормално оптерећење, N 0.0 0.1 0.2 Ко еф иц ије нт тр ењ а  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr    F1=40N, 2400m, подмазивање 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 Брзина клизања, m/s 0.0 0.1 0.2 Ко еф иц ије нт тр ењ а  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr    V2=0.5 m/s, 2400m, подмазивање 0 40 80 120 160 Нормално оптерећење, N 0.0 0.1 0.2 Ко еф иц ије нт тр ењ а  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr    F2=80N, 2400m, подмазивање 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 Брзина клизања, m/s 0.0 0.1 0.2 Ко еф иц ије нт тр ењ а  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr    V3=1 m/s, 2400m, подмазивање 0 40 80 120 160 Нормално оптерећење, N 0.0 0.1 0.2 Ко еф иц ије нт тр ењ а  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr    F3=120N, 2400m, подмазивање 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 Брзина клизања, m/s 0.0 0.1 0.2 Ко еф иц ије нт тр ењ а  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr   Слика 7.36. Зависност коефицијента трења од брзине клизања и нормалног оптерећења  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 120    Додавањем SiC у основни материјал добија се композитни материјал A356+10SiC чији је  коефицијент  трења  већи  од  коефицијента  трења  основног  материјала  А356.  Међутим,  додавањем графита вредности коефицијента трења се смањују и у овом случају најбоље  фрикционе карактеристике поседује хибридни композит са 3% графита ‐ A356+10SiC+3Gr.  Код хибридног композита са 5% графита ‐ A356+10SiC+5Gr, коефицијент трења почиње да  расте у свим режимима испитивања (за све три брзине клизања и сва три оптерећења). До  ове појаве долази због смањења тврдоће хибридних материјала, која доводи до повећаног  хабања.  Основни  материјал  и  графит  се  релативно  лако  хабају,  а  у  трагу  хабања  се  уочавају  честице  силицијум  карбида.  Контакт  између  површине  диска  и  честица  SiC  праћен је растом вредности коефицијента трења.      Слика 7.37. Коефицијент трења у условима подмазивања  Аналогно  са  резултатима  који  су  дати  у  условима  трења  без  подмазивања,  и  овде  је  приказана  просторна  зависност  коефицијента  трења  од  брзине  клизања  и  нормалног  оптерећења. Почетна претпоставка да коефицијент трења има експоненцијалну зависност  од  брзине  клизања  и  оптерећења,  облика  ߤ = ܽ ∙ ܨ௡௕ ∙ ݒ௖,  потврђена  је  високим  коефицијентима  корелације.  У  табели  7.3  су  унети  непознати  коефицијенти  при  одређивању зависност коефицијента трења од нормалног оптерећења и брзине клизања  и дати коефицијенти корелације.   Табела 7.3. Коефицијент трења испитиваних материјала у условима подмазивања  Коефицијент трења  ߤ ൌ ܽ ∙ ܨ௡௕ ∙ ݒ௖  Контактни пар  a  b  c  Коефицијент корелације Блок  Диск  А356  Č3840  0.0034  0.6018  ‐0.4812  0.9686  А356+10SiC  Č3840  0.071  0.1014  ‐0.1553  0.9580  А356+10SiC+1Gr  Č3840  0.0483  0.1497  ‐0.1826  0.9371  А356+10SiC+3Gr  Č3840  0.0134  0.3608  ‐0.3403  0.9306  А356+10SiC+5Gr  Č3840  0.0169  0.364  ‐0.235  0.9061  0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 Fn=40 N Fn=80 N Fn=120 N Fn=40 N Fn=80 N Fn=120 N Fn=40 N Fn=80 N Fn=120 N v=0.25 m/s v=0.5 m/s v=1 m/s Ко еф иц ије нт  тр ењ а Подмазивање A356 A356+10SiC A356+10SiC+1Gr A356+10SiC+3Gr A356+10SiC+5Gr Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 121    Графичке зависности коефицијента трења од брзине клизања и нормалног оптерећења  за испитиване материјале приказане су на сликама 7.38‐7.42    Слика 7.38. Коефицијент трења, A356, 2400m,  са подмазивањем  Слика 7.39. Коефицијент трења, А356+10SiC,  2400m, са подмазивањем  Слика 7.40. Коефицијент трења,  А356+10SiC+1Gr, 2400m, са подмазивањем  Слика 7.41. Коефицијент трења,  А356+10SiC+3Gr, 2400m, са подмазивањем   Слика 7.42. Коефицијент трења, А356+10SiC+5Gr,   2400m, са подмазивањем    Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 122    7.3. Анализа резултата узорака на основу СЕМ микроскопије и ЕДС‐а    Сликање површина похабаних блокова извршено је на СЕМ микроскопу. Том приликом  сликани  су  трагови  хабања  (са  увећањем  x40),  карактеристични  делови  трагова  (са  увећањем  x300)  и  извршена  ЕДС  анализа  хемијског  састава  појединих  узорака.  Пре  анализе  узорака  извршено  је  њихово  чишћење  од  честица  прашине,  влакана  папира,  невезаних или слабо везаних честица у узорку, замашћених делова, уља, отисака прстију и  сл. Узорци  се најпре чисте петрол‐бензином,  затим се  стављају  у  ултразвучну каду и на  крају се суше под лампом. Све време рада са узорцима, неопходно је коришћење рукавица.  Припрема узорака  се врши због  спречавања контаминације микроскопа,  као и добијања  реалне слике стања контактних површина.     Слика 7.43. Траг хабања, А356+10SiC, 10 N, 0.25 m/s, СЕМ     Слика 7.44. Појава јамица на трагу хабања, А356+10SiC, 10 N, 0.25 m/s, СЕМ   Посматрањем узорака на сликама 7.43‐ 7.44 може да се уочи да  је основни механизам  хабања хибридних композита при најмањој брзини клизања (0.25 m/s), атхезионо хабање.  Атхезионо  хабање  се  јавља  као  резултат  наизменичног  образовања  и  разарања  фрикционих  веза,  насталих  услед  атомских  и  међумолекуларних  узајамних  деловања  граничних  слојева  контактних  тела.  Услед  атхезионог  хабања  долази  до  чупања  материјала  са  контактне  површине  композитног  материјала  (блока).  Део  похабаног  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 123    материјала се у облику продуката хабања избацује из контакта, док се други део таложи  (лепи) на трагу хабања. Као последица атхезионог хабања, на површини блока видљиве су  јамице неправилног облика и неравномерне дубине. Посматрајући правац кретања диска  по блоку, може се приметити да се  јамице јављају у другој половини контакта. Такође  је  евидентно  да  се  јамице  и  атхезионо  хабање  јављају  углавном  при  мањим  брзинама  клизања без обзира на величину нормалног оптерећења.             Слика 7.45. ЕДС анализа, А356+10SiC, 10 N, 0.25 m/s, СЕМ   Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 124    При  највећим  брзинама  клизања  (посебно  при  највећем  оптерећењу)  доминантно  је  абразивно  хабање.  На  површини  контакта  уочљиви  су  трагови  хабања  у  виду  бразди  и  рисева које прате правац кретања.   СЕМ  слике  и  ЕДС  анализа  узорака  композитних  материјала  који  су  испитивани  у  условима  без  подмазивања  показују  присуство  гвожђа  (Fe)  и  кисеоника  (O).  Присуство  оксида  гвожђа  показује  да  је  дошло  до  хабања  површинског  слоја  челичног  диска.  До  хабања  диска  долази  услед  дејства  тврдих  честица  SiC.  Похабане  честице  гвожђа  формирају  мешовити  слој  (mechanically  mixed  layer  ‐MML)[48‐51,  79,  140‐148].  Услед  велике  разлике  у  тврдоћи  блока  и  диска,  део  честица  гвожђа  улази  у  површински  слој  композитних материјала. Након тога долази до оксидације гвожђа, што је потврђено ЕДС  анализом.  Остатак  Fe,  заједно  са  осталим  продуктима  хабања,  бива  избачен  из  зоне  контакта. На слици 7.45. први спектар показује хемијски састав основног материјала, где  највећи проценат имају Al и Si. Поред тога у спектру је очигледна појава Fe и O. На спектру  два  је  приказан  хемијски  састав  трага  где  доминантно  место  заузима  Fe.  Последњи  спектар доказује присуство честице SiC.  СЕМ  микроскопија  и  ЕДС  анализа  извршена  је  и  за  узорке  који  су  испитивани  у  условима  подмазивања.  При  хабању  основног  материјала  А356  долази  до  полирања  површине контакта. Средње аритметичко одступање профила од средње линије профила,  Ra, је мање од његове почетне вредности (слика 7.46.).    Слика 7.46. Траг хабања, А356, 10 N, 0.25 m/s, подмазивање, СЕМ   Додавањем SiC мења се триболошко понашање испитиваних композитних материјала.  СЕМ слике и ЕДС анализа показује високо присуство честица гвожђа и његових оксида у  трагу. Ове честице  (Fe)  су  светле боје на  сликама, тако да може лако да се прати њихов  положај и правац кретања на трагу хабања (слика 7.47.).   ЕДС  анализа  појединих  делова  похабаних  трагова  испитиваних  материјала  показује  мање присуство честица  графита. Честице  графита  су  се налазиле,  углавном,  у  околини  честица SiC у почетном положају. Међутим на сликама се уочава гомилање оксида гвожђа  око  честица  силицијум‐карбида.  Интересантно  је  да  се  ове  честице  у  највећој  мери  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 125    групишу  са  оне  стране  честица  SiC,  која  се  налази  у  правцу  кретања.  Односно,  честице  гвожђа  се  гомилају  око  SiC.  На  појединим  деловима  су  уочене  беле  линије  обогаћене  оксидима  гвожђа  дуж  целе  ширине  трага  хабања  (слика  7.48.).  Појава  MML  је  карактеристична  за  композите  са  алуминијумском  основом.  Већа  количина  честица  гвожђа доводи до  смањења коефицијента  трења,  јер  се  смањује  директан  контакт  SiC  и  челичног диска.      Слика 7.47. Траг хабања, А356+10SiC+1Gr, 120 N, 0.25 m/s, подмазивање, СЕМ     Слика 7.48. Нагомилавање гвожђа у композиту, А356+10SiC+1Gr, 120 N, 0.25 m/s  подмазивање, СЕМ     Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 126    На  слици  7.49  приказана  је  СЕМ  слика  дела  површине  хибридног  композита  А356+10SiC+5Gr. Трага хабања  је добијен при брзини клизања од 0.25 m/s и нормалном  оптерећењу  од  120  N  у  условима  подмазивања.  На  трагу  су  јасно  уочљиве  честице  SiC  (тамније  боје) и  трагови  гвожђа  (светлије  боје). Потврда ових претпоставки добијена  је  ЕДС  анализом,  што  је  приказано  на  четири  спектра.  На  првом  спектру  је  приказана  честица графита. Други спектар показује SiC. На трећем спектру је потврђено присуство Fe  и О. Последњи спектар показује основни материјал (Аl‐Si) легуру, односно А356.            Слика 7.49. ЕДС анализа, А356+10SiC+5Gr, 120 N, 0.25 m/s, СЕМ, подмазивање         Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 127  8     ЗАКЉУЧАК    Природа  триболошких  процеса,  која  је  праћена  појавом  трења  и  хабања  током  експлоатације, изазива потребу за уношење нових триболошких знања и стварања нових  производа, односно материјала.  Један од главних циљева развоја друштва  јесте примена  обновљивих извора енергије, употреба рециклираних материјала, као и употреба лакших  материјала. У циљу решавања датих проблема, с аспекта трибологије, се и развијају нови,  триболошки напредни материјали. Композити са металном матрицом (MMC) појавили су  се  као  значајна  класа  материјала  пружајући  инжењерима  могућност  задавања  карактеристика материјала према потреби.  Захтеви савременог друштва са аспекта повећања радног века и смањења масе, а самим  тим  и  цене  конструкције  иницирали  су  развој  нових  хибридних  композита  на  основи  лаких легура. Најбољи пример за то је примена алуминијума и његових легура као замена  за челик и сличне материјале. Поједине алуминијумске легуре поседују добре механичке  осoбине,  али  зато  имају  лоше  триболошке  карактеристике.  Побољшање  триболошких  карактеристика се решава формирањем одговарајућих композитних материјала. Типичан  пример таквих материјала је Al‐Si легура (А356).  Анализом  доступне  литературе  и  светске  праксе  уочено  је  да  се  механичке  карактеристике  алуминијумских  легура  могу  побољшати  применом  одговарајућих  ојачивача.  Као  ојачивачи  највише  се  користе  SiC  и  Al2O3.  Међутим,  додавањем  одговарајућег масеног или запреминског удела ојачивача  јавља се проблем обрадивости  композитних  материјала.  Једна  од  могућности  решавања  овог  проблема  је  додавање  графита  у  одговарајућем  односу,  чиме  би  се  уједно  и  побољшале  триболошке  карактеристике  композита.  Овако  добијени  материјал  представља  нови,  хибридни  композит, с обзиром да поседује два ојачивача.   Актуелност  испитивања  триболошког  понашања  хибридних  композита  на  бази  алуминијумских легура огледа се у њиховој све већој примени у аутомобилској, авионској,  свемирској и електронској индустрији. Годишњи раст производње и примене композита  са  алуминијумском  основом  износи  6%.  Истовремено,  ови  материјали  налазе  велику  примену  у  техничким  системима  са  и  без  подмазивања.  Наиме,  композити  са  алуминијумском  основом  се  користе  за  израду  делова  кочионих  дискова  и  добоша  код  аутомобила  и  возова.  Поред  тога  они  се  користе  за  израду  блокова  мотора,  кошуљица  цилиндара,  клипњача,  подизача  вентила,  карданских  вратила,  елиса  хеликоптера,  турбина турбокомпресора, електро‐кућишта и сл. Раст примене нових материјала на бази  легуре А356 огледа се и у великом броју истраживања и публикованих радова. Посебно је  евидентан велики број радова из области трибологије хибридних композита са матрицом  од алуминијумских легура.  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 128  Анализом  постојећих  материјала  извршен  је  избор  одговарајућих  ојачивача.  Алуминијумској легури А356 додато  је 10% масеног  удела  силицијум карбида величине  39 µm и 1, 3 и 5% масеног удела графита величине 35 µm.  За  добијање  хибридних  композитних  материјала  са  основом  А356  изабран  је  компокастинг  поступак,  који  је  економичан и  којим  је могуће  постићи  добру  расподелу  ојачивача  и  повољну  структуру  композита.  У  ту  сврху  примењен  је  нови  модификован  компокастинг  поступак  помоћу  кога  су  добијене  добре  механичке  карактеристике  узорака.  Након  добијања  нових  материјала  приступило  се  њиховој  припреми  за  триболошка  испитивања. Испитивања триболошких карактеристика су реализована на трибометру са  “block on disc” контактном геометријом према плану испитивања. Планом су дефинисани  услови  испитивања,  брзине  клизања,  величине  нормалних  оптерећења,  дужина  пута  клизања, као и врста подмазивања. У оквиру плана реализована су испитивања са и без  подмазивања. Све време испитивања мерена је ширина трага хабања за различите путеве  клизања.  Истовремено  уз  помоћ  новоформиране  аквизиције  мерени  су  и  праћени  коефицијент трења и сила трења.  На  основу  реализованих  експерименталних  испитивања  и  праћења  триболошких  и  фрикционих карактеристика изведени су следећи закључци:  ‐ Композитни материјали са основом А356 ојачани са 10% масеног удела силицијум  карбида  и  1,  3  и  5%  масеног  удела  графита  поседују  уједначене  механичке  карактеристике, првенствено тврдоћу.  ‐ Посматрањем  узорака  на  металографском  микроскопу  уочена  је  прилично  добра  расподела честица SiC и графита  ‐ Мерењем тврдоће припремљених  узорака  за  триболошка испитивања добијени  су  уједначени резултати, што недвосмислено потврђује добру расподелу честица, као и  оправданост примене компокастинг поступка за добијање композитних материјала.  ‐ Упоредна  анализа  мерења  ширине  трагова  хабања  потврђује  велико  поклапања  добијених  резултата  у  различитим  мерењима  за  исте  режиме  испитивања.  До  поклапања долази због правилне расподеле честица ојачивача у композиту.  ‐ Испитивање  триболошког  понашања  композитних  материјала  у  условима  без  подмазивања  показује  да  период  уходавања  испитиваних  материјала  износи  приближно  100  m.  Након  овог  пута  клизања,  сви  материјали  улазе  у  период  нормалног хабања.  ‐ При малим брзинама клизања (0.25 m/s) и малим оптерећењима (10 N) већ након  300 m, материјали улазе у фазу катастрофалног хабања. Основни разлог ове појаве  јесте природа контакта, односно контактна геометрија. Наиме при контакту блока  по диску продукти хабања излазе из контакта, за разлику од контакта “pin on disc“  где  продукти  хабања  остају  у  контакту.  Други  разлог  представља  дужина  трајања  контакта,  која  је  4  пута  (односно  2  пута)  дужа  у  односу  на  остале  две  брзине  клизања.  ‐ У  осталим  режимима  испитивања  период  нормалног  хабања  испитиваних  материјала траје до 600 m, а за поједине ситуације и до краја испитивања, односно  900 m.  ‐ Најбоље  триболошке  карактеристике  у  испитивањима  без  подмазивања  има  хибридни  композитни  материјал  са  1%  графита,  тј.  А356+10SiC+1Gr.  Овај  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 129  композитни  материјал  има  супериорно  триболошко  понашање  у  свим  режимима  испитивања (три брзине клизања и три нормална оптерећења).  ‐ Анализом  резултата  утврђено  је  да  код  свих  испитиваних  материјала  хабање,  односно,  запремина  похабаног  материјала  расте  и  са  порастом  нормалног  оптерећења и са порастом брзине клизања.  ‐ Додавањем  графита  смањује  се  и  тврдоћа  испитиваних  материјала.  Хибридни  композити са 3% и 5% графита имају мању тврдоћу од основног материјала А356,  што резултира њиховим појачаним хабањем при већим оптерећењима, посебно на  30 N.  ‐ Коефицијент  трења  испитиваних  материјала  има  прилично  високе  вредности.  Након  додавања  SiC  коефицијент  трења  композитних  материјала  се  креће  у  границама од 0.65÷0.85.  ‐ Коефицијент  трења  основног  материјала  А356  и  композита  А356+10SiC  опада  са  порастом  оптерећења  услед  формирања  "трећег"  тела,  односно  нагомилавања  продуката хабања између контратела и блока.   ‐ Додавањем SiC у основни материјал А356, коефицијент трења се повећава 10÷30%.  Највећи скок коефицијента трења јавља се при брзини клизања од 1 m/s (за сва три  оптерећења). На величину коефицијента трења утиче промена механизма хабања, с  обзиром  да  је  при  мањим  брзинама  клизања  доминантан  атхезиони  механизам  хабања, а при већим брзинама клизања абразивни.  ‐ Додавањем  графита  коефицијент  трења  испитиваних  материјала  расте.  Основни  разлози раста коефицијента трења су врста контактне геометрије (block on disc) као  и велики пад тврдоће материјала. Велики пад тврдоће је очигледан код композита  са  3  и  5%  графита,  где  коефицијент  трења  има  највеће  вредности.  Код  прва  три  материјала  (основни  материјал  А356,  А356+10SiC  и  А356+10SiC+1Gr)  коефицијент  трења опада  са порастом оптерећења и порастом брзине клизања. Код  хибридних  композита  са  3  и  5  %  графита  (А356+10SiC+3Gr  и  А356+10SiC+5Gr)  коефицијент  трења расте са порастом оптерећења, али опада са порастом брзине клизања.   ‐ Израчунате  вредности  коефицијента  трења  (0.65÷0.85)  су  јако  високе  и  задовољавају  све  триболошке  потребе  за  примену  код  кочионих  система  у  аутомобилској и транспортној индустрији.  ‐ Анализом резултата триболошких испитивања композитних материјала у условима  подмазивања уочено је да период уходавања композитних материјала износи 300 m.  Нешто дужи период уходавања је присутан код основног материјала.  ‐ Испитивани  материјали  се  све  време  испитивања  (до  2400  m)  налазе  у  периоду  нормалног хабања. Додавањем SiC смањује се хабање 3÷5 пута у односу на хабање  основног материјала А356. Истовремено, додавањем графита повећава се отпорност  на хабање приближно 10 пута.  ‐ Најбоље триболошке карактеристике поседује  хибридни композитни материјал  са  3%  графита  (А356+10SiC+3Gr).  Даље  повећање  садржаја  графита  доводи  до  раста  хабања. На ову појаву поред смањења тврдоће утиче и промена механизма хабања.  ‐ Испитивања  у  условима  подмазивања  показују  да  са  порастом  нормалног  оптерећења  расте  хабање,  док  истовремено  хабање  опада  са  порастом  брзине  клизања.   Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 130  ‐ Праћењем  фрикционих  карактеристика  хибридних  композита  у  условима  подмазивања утврђено је да се коефицијент трења креће у границама од 0.05÷0.15.  Евидентно је да код свих материјала коефицијент трења опада са порастом брзине  клизања, а расте са повећањем оптерећења.   ‐ У почетном тренутку контакт између диска и блока остварује се по линији и тада се  јавља гранично подмазивање. Након преласка контакта из линије у површину, већа  количина мазива улази у зону контакта, и тада се јавља мешовито подмазивање.  ‐ Највећи коефицијент трења поседује композитни материјал са 10% SiC, А356+10SiC.  Посебно  велики  скок  коефицијента  трења  јавља  се  при  најмањем  оптерећењу  од   40 N и при највећој брзини клизања. За поједине режиме испитивања, коефицијент  трења  има  дупло  веће  вредности  коефицијента  трења  у  односу  на  основни  материјал.  Додавањем  графита  од  1%  коефицијент  трења  опада  за  10÷20%.  Коефицијент  трења  такође  опада  за  још  10÷20%  код  хибридног  композита  са  3%  графита. Даље повећање масеног удела графита од 5% изазива раст коефицијента  трења. Утицај графита на промену коефицијента трења је очигледан.  ‐ Најбоље  триболошке  и  фрикционе  карактеристике  у  условима  подмазивања  поседује хибридни композит са 3% графита А356+10SiC+3Gr.   ‐ Анализа  узорака  на  СЕМ микроскопу  показује  да  је  главни механизам  хабања  код  анализираних узорака при малим брзинама клизања – атхезионо хабање. Овај облик  хабања  се  одликује  стварањем и  разарањем фрикционих  веза  које  се манифестују  стварањем малих јамица и трансфера материјала по контактној површини.  ‐ При  већим  брзинама  клизања  и  при  већим  нормалним  оптерећењима  као  главни  механизам  хабања  јавља  се  абразивно  хабање,  које  се  одликује  јако  израженим  браздама и повећаним хабањем.  ‐ ЕДС анализа трагова хабања показује да се у композитном материјалу налазе гвожђе  (Fe)  и  кисеоник  (О).  До  појаве  гвожђа  долази  услед  дејства  SiC  по  диску.  Као  последица тога, честице гвожђа оксидишу, улазе у структуру мекшег тела и доводе  до стварања комбинованог слоја ‐ ММL (mechanically mixed layer).  Свеобухватном анализом резултата и изведених закључака може се констатовати да су  постављени циљеви и задаци реализовани у потпуности. Очигледно да промена масеног  удела  ојачивача  хибридних  композита  директно  утиче  на  њихове  механичке  и  триболошке  карактеристике.  Испитивања  триболошких  карактеристика  хибридних  композита  у  лабораторијским  условима  показала  су  како  оптерећење,  брзина  клизања,  пут клизања и подмазивање утичу на њихово триболошко понашање.   Испитивања  без  подмазивања  показују  да  најбоље  триболошке  карактеристике  поседује хибридни композит са 1% графита (А356+10SiC+1Gr).   Најбоље  триболошко  и  фрикционо  понашање  у  условима  са  подмазивањем  у  свим  режима испитивања има хибридни композит А356+10SiC+3Gr.    Добијени  резултати  недвосмислено  показују  да  је  постигнут  очигледан  напредак  у  погледу триболошких карактеристика нових хибридних композита. Истовремено, јављају  се и нови задаци и проблеми које би требало решити у будућности. Предмети и правци  даљег истраживања могу бити:  ‐ Испитање  утицаја  величине  честица  ојачивача  на  триболошко  понашање  хибридних композита са основом А356,  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 131  ‐ Истраживање  утицаја  промене  масеног  (или  запреминског)  удела  ојачивача  SiC  и  графита на триболошке карактеристике композита,  ‐ Упоредно триболошко испитивање на “pin on disc“ трибометру,  ‐ Могућност употребе молибден‐дисулфата (MoS2) или неког другог ојачивача,  ‐ Ливење и израда кочионог диска од алуминијумске легуре А356 ојачане силицијум‐ карбидом и графитом,  ‐ Испитивање кочионог диска направљеног од хибридног композитног материјала у  реалним експлоатационим условима.  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 132  9     ЛИТЕРАТУРА    1. M.Babić,  S.Mitrović,  Tribological  characteristics  of  composites  based  on  ZA  alloy,  Monograph, Faculty of Mechanical Engineering, Kragujevac, 2007.  2. S.Mitrovic, Tribological Properties of Composites with Base Matrix of the Za‐27 Alloy, Ph.D.  Dissertation, Kragujevac, 2007.  3. А.Венцл, Истраживање могућности побољшања триболошких карактеристика Al‐ Si легуре у условима клизања, Докторска дисертација, Машински факултет Универзитета у  Београду, Београд, 2008.  4. M.K.Surappa,  Aluminium  matrix  composites:  Challenges  and  opportunities,  Sādhanā,   28(1‐2), 319–334, 2003.   5. N.Chawla, K.K.Chawla, Metal Matrix Composites, New York, Springer, 402, 2006.   6. K.U.Kainer,  Metal  Matrix  Composites.  Custom‐made  Materials  for  Automotive  and  Aerospace Engineering, WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGa, 2006.  7. A.Evans,  C.S.Marchi,  A.Mortensen, Metal Matrix  Composites  in  Industry,  Dordrecht,  the  Netherlands, Kluwer Academic Publishers, 2003.  8. T.Filetin, Suvremeni materijali  i postupci, Hrv. društvo za materijale  i  tribologiju, Zagreb,  2005.  9. P.Rohatgi, Metal‐matrix composites, Defence Science Journal, 43(4), 323‐349, 1993.  10. A.Vencl, A.Rac, New wear resistant Al based materials and their application  in automotive  industry,  MVM  –  International  Journal  for  Vehicle  Mechanics,  Engines  and  Transportation  System, 30, Special Edition, 115‐139, 2004.  11. A.Vencl,  A.Rac,  I.Bobić, Tribological behaviour of Al‐based MMCs and  their application  in  automotive industry, Tribology in Industry, 26(3‐4), 31‐38, 2004.  12. N.Chawla,  K.K.Chawla,  Metal‐Matrix  Composites  in  Ground  Transportation,  Journal  of  Metals / JOM, 58(11), 67‐70, 2006  13. Business  Communications  Company,  RGB‐108N  Metal  Matrix  Composites  in  the  21st  Century: Markets and Opportunities, 2006.   14. W.H.Hunt,  D.B.Miracle,  Automotive  Applications  of  Metal‐Matrix  Composites,  in:  D.  B.  Miracle, S. L. Donaldson (Ed.), ASM Handbook, Volume 21: Composites, ASM International, 1029‐ 1032, 2001.  15. S.V.Prasad,  R.Asthana,  Aluminum  metal–matrix  composites  for  automotive  applications:  tribological considerations, Tribology Letters, 17(3), 445‐453, 2004.   Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 133  16. B.C.Pai,  T.P.D.Rajan,  R.M.Pillai,  Aluminium  matrix  composite  castings  for  automotive  applications, Indian foundry journal, 50, 30–39, 2004.   17. J.E.Allison, G.S.Cole, Metal‐matrix Composites in the Automotive Industry: opportunities and  challenges, Journal of the Minerals, Metals and Materials Society, 45(1), 19‐24, 1993.  18. V.M.Kevorkijan, Aluminum Composites  for Automotive Applications: A Global Perspective,  Journal of Metals / JOM, 51(11), 54‐58, 1999.  19. P.K.Rohatgi, D.Weiss, N.Gupta, Applications of Fly Ash  in Synthesizing Low‐Cost MMCs  for  Automotive and Other Applications, 71‐76, 2006.  20. F.Bechmann, P.Fallböhmer, R.Stauber, C.Rauber, et  al.,  Reinforced  Light  Metals  for  Automotive Applications, SAE Technical Paper 2007‐01‐1228, 2007.  21. D.B.Miracle,  Metal  matrix  composites  –  From  science  to  technological  significance,  Composites Science and Technology, 65 (15–16), 2526‐2540, 2005.   22. T.Donomoto,  K.Funatani,  N.Miura,  N.Miyake,  Ceramic  Fiber  Reinforced  Piston  for  High  Performance Diesel Engines, SAE Technical Paper 830252, 1983.  23. K.Hamajima, A.Tanaka, T.Suganama, JSAE, 11, 80‐84, 1990.  24. F.H.Froes, R.H.Jones, Light Met. Age, 57 (1, 2), 117–121, 1999.  25. G.Mendelson, Trackside, 7 (23), 82–88, 1996.  26. A.Daoud, M.T. Abou El‐khair, Wear and friction behaviour of sand cast brake rotor made of  A359‐20  vol. %  SiC  particle  composites  sliding  against  automobile  friction material,  Tribology  International, 43, 544‐553, 2010.   27. J.Goñi,  P.Egizabal,  J.Coleto,  I.Mitxelena,  J.R.Guridi,  High  performance  automotive  and  railway  components made  from novel  competitive aluminium  composites, Materials  Science  and  Technology, 19(7), 931‐934, 2003.  28. G.Straffelini, M.Pellizzari, A.Molinari, Influence of  load and temperature on the dry sliding  behavior  of  Al‐based  metal‐matrix‐composites  against  friction  material,  Wear,  256,  754–763,  2004.   29. R.K.Uyyuru, M.K.Surappa,  S.Brusethaug, Effect of  reinforcement  volume  fraction and  size  distribution on the tribological behavior of Al‐composite/brake pad tribo‐couple, Wear, 260, 1248– 1255, 2006.   30. N.Natarajan, S.Vijayarangan, I.Rajendran, Wear behavior of A356/25SiCp aluminum matrix  composites sliding against automobile friction material, Wear, 261, 812–822, 2006.   31. A.A.Adebisi,  M.A.Maleque,  M.M.Rahman, Metal matrix  composite  brake  rotor:  historical  development and product life cycle analysis, International Journal of Automotive and Mechanical  Engineering (IJAME), 4, 471‐480, 2011.   32. K.A.Schwetz,  Silicon Carbide Based Hard Material. Handbook  of Ceramic Hard Materials,  Riedel, R. (ed.), Wiley‐VCH, Weinheim, 1, 683‐748, 2000.  33. J.P.Davim, (Ed.), Machining of Metal Matrix Composites, Springer, London, 2011.  34. B.Stojanović,  М.Babić,  S.Mitrović,  A.Vencl,  N.Miloradović,  M.Pantić,  Tribological  characteristics  of  aluminum  hybrid  composites  reinforced  with  silicon  carbide  and  graphite,  Journal of the Balkan Tribological Association, 19(1), 83‐96, 2013.  35. K.Ravindran,  R.Manisekar,  P.Narayanasamy,  N.Narayanasamy,  Tribological  behaviour  of  powder metallurgy‐processed  aluminium  hybrid  composites with  the  addition  of  graphite  solid  lubricant, Ceramics International, 2012 (у штапми).  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 134  36. P.Ravindran, K.Manisekar, P.Narayanasamy, N.Selvakumar, R.Narayanasamy, Application  of factorial techniques to study the wear of Al hybrid composites with graphite addition, Materials  & Design, 39, 42‐54, 2012.  37. M.L.Ted Guo, C.‐Y.A.Tsao, Tribological behavior of self‐lubricating aluminium/SiC/graphite  hybrid composites synthesized by the semi‐solid powder‐densification method, Composites Science  and Technology, 60(1), 65‐74, 2000.  38. A.R.Riahi,  A.T.Alpas,  The  role  of  tribo‐layers  on  the  sliding wear  behaviour  of  graphitic  aluminum matrix composites, Wear, 251, 1396–407, 2001  39. S.Basavarajappa,  G.Chandramohan,  K.Mukund,  M.Ashwin,  M.Prabu,  Dry  sliding  wear  behavior of Al 2219/SiCp‐Gr hybrid metal matrix composites, Journal of Materials Engineering and  Performance, 15(6), 668‐674, 2006.  40. S.Basavarajappa,  G.Chandramohan,  Dry  sliding  wear  behavior  of  hybrid  metal  matrix  composites, Materials Science, 11(3), 253‐257, 2005.  41. S.Basavarajappa,  G.Chandramohan,  A.Mahadevan,  Influence  of  sliding  speed  on  the  dry  sliding wear behaviour and the subsurface deformation on hybrid metal matrix composite, Wear,  262, 1007–1012, 2007.  42. S.Suresha,  B.K.Sridhara,  Wear  characteristics  of  hybrid  aluminium  matrix  composites  reinforced with graphite and  silicon  carbide particulates,  Original  Research Article,  Composites  Science and Technology, 70(11), 1652‐1659, 2010.  43. S.Suresha, B.K.Sridhara, Effect of addition of graphite particulates on the wear behavior in  aluminium–silicon carbide–graphite composites, Materials & Design, 31, 1804–1812, 2010.   44. S.Suresha, B.K.Sridhara, Effect of silicon carbide particulates on wear resistance of graphitic  aluminium matrix composites, Materials & Design, 31(9), 4470‐4477, 2010.  45. S.Suresha,  B.K.  Sridhara,  Friction  characteristics  of  aluminium  silicon  carbide  graphite  hybrid composites, Materials & Design, 34, 576‐583, 2012.   46. J.Leng,  L.Jiang,  G.Wu,  S.Tian,  G.Chen,  Effect  of  Graphite  Particle  Reinforcement  on  Dry  Sliding Wear of SiC/Gr/Al Composites, Rare Metal Materials and Engineering, 38(11), 1894–1898,  2009.   47. J.Leng,  G.Wu,  Q.Zhou,  Z.Dou,  X.Huang,  Mechanical  properties  of  SiC/Gr/Al  composites  fabricated by squeeze casting technology, Scripta Materialia, 59(6), 619‐622, 2008.   48. S. Mahdavi, F. Akhlaghi, Effect of SiC content on the processing, compaction behavior, and  properties of Al6061/SiC/Gr hybrid  composites,  Journal  of Materials  Science,  46(5),  1502‐1511,  2011.  49. F.Akhlaghi, S.Mahdavi,  Effect  of  the  SiC  Content  on  the Tribological  Properties  of Hybrid  Al/Gr/SiC Composites Processed by In Situ Powder Metallurgy (IPM) Method, Advanced Materials  Research, 1878‐1886, 2011.   50. S.Mahdavi, F.Akhlaghi, Effect of the Graphite Content on the Tribological Behavior of Al/Gr  and  Al/30SiC/Gr  Composites  Processed  by  In  Situ  Powder Metallurgy  (IPM) Method,  Tribology  Letters, 44, 1–12, 2011.  51. S.Mahdavi, F.Akhlaghi, Effect of the SiC particle size on the dry sliding wear behavior of SiC  and SiC–Gr‐reinforced Al6061 composites, Journal of materials science, 46(24), 7883‐7894, 2011.  52. W.Ames,  A.T.Alpas, Wear mechanisms  in hybrid  composites of graphite‐20%  SiC  in A356  aluminum alloy, Metall.Mater.Trans. A; 26, 85‐98, 1995.   Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 135  53. A.Vencl,  I.Bobic,  S.Arostegui, B.Bobic, A.Marinkovic, M. Babic, Structural, mechanical and  tribological  properties  of  A356  aluminium  alloy  reinforced  with  Al2O3,  SiC  and  SiC  +  graphite  particles, Journal of Alloys and Compounds, 506, 631‐639, 2010.  54. A.Vencl, I.Bobic, B.Stojanovic, Tribological properties of A356 Al‐Si alloy composites under  dry sliding conditions, Industrial Lubrication and Tribology, 66(3), 2014 (у штампи).  55. A.Vencl,  A.Marinkovic,  Influence  of  the  solid  lubricant  particles  reinforcement  on  composites  tribological properties, 11th  International Conference on Tribology, Belgrade, 78‐83,  2009.  56. M.Lagiewka,  Z.Konopka, A.Zyska, M.Nadolski, Examining of abrasion  resistance of hybrid  composites reinforced with SiC and Cgr particles, Archives and Foundry engineering, 8(3), 59‐62,  2008.  57. J.Leng,  L.Jiang, Q.Zhang, G.Wu, D.Sun, Q.Zhou, Study of machinable SiC/Gr/Al  composites,  Journal of Materials Science, 43(19), 6495‐6499, 2008.  58. J.Leng, Q.Zhou, Q.Zhao, G.Wu, Properties of Hybrid‐Reinforced Aluminum Matrix Composites  for  Precision  Instruments,  Јournal  of  inorganic  and  organometallic  polymers  and  materials,   22(1), 253‐257, 2012.  59. P.Ravindran,  K.Manisekar,  P.Rathika,  Tribological  Properties  of  Powder  Metallurgy  ‐ Processed Aluminium Self Lubricating Hybrid Composites with SiC Additions, Materials & Design,  45, 561‐570, 2013.   60. G.Pandi,  S.Muthusamy, A Review on Machining and Tribological Behaviors of Aluminium  Hybrid Composites, Procedia Engineering, 38, 1399‐1408, 2012.  61. V.Sharma, S.Kumar, R.S.Panwar, O.P.Pandey,  Microstructural  and  wear  behavior  of  dual  reinforced particle (DRP) aluminum alloy composite,  Journal of materials science, 47(18), 6633‐ 6646, 2012.   62. S.Mitrović, M.Babić, B.Stojanović, N.Miloradović, M.Pantić, D.Džunić, Tribological Potential  of  Hybrid  Composites  Based  on  Zinc  and  Aluminium  Alloys  Reinforced  with  SiC  and  Graphite  Particles, Tribology in Industry, 34(4), 177‐185, 2012.  63. A.Devaraju, A.Kumar, B.Kotiveerachari,  Influence of Rotational  speed and Reinforcements  on Wear and Mechanical properties of Aluminum Hybrid Composites via Friction Stir Processing,  Materials & Design, 2012 ( у штампи).  64. И.Бобић,  Развој  поступака  прераде  у  полуочврстом  стању  (rheo  и  compo‐casting  процеса)  и  утицај  начина  управљања  процесима  на  квалитет  производа  на  бази  легуре  ZnAl25Cu3,  Докторска  дисертација,  Технолошко‐металуршки  факултет,  Универзитет  у  Београду, Београд, 2002.  65. И.Бобић,  А.Венцл,  М.Бабић,  С.Митровић,  Б.Бобић,  Технолошки  поступак  добијања  двојног хибридног композита са основом од А356 легуре алуминијума уз додатак 10 мас. %  честица SiC  и 1 мас. %  честица графита, Машински факултет Универзитета у Београду,  Техничко решење, 2011.  66. И.Бобић,  А.Венцл,  М.Бабић,  С.Митровић,  Б.Бобић,  Технолошки  поступак  добијања  композита са основом од AlSi7Mg0.3 (А356) легуре уз додатак ситних честица Al2O3 (битно  побољшан  постојећи  производ  или  технологија),  Машински  факултет  Универзитета  у  Крагујевцу, ТР‐06/2010, 2010.  67. S.Naher, D.Brabazon, L.Looney, Simulation of the stir casting process, Journal of Materials  Processing Technology, 143‐144, 567‐571, 2003.  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 136  68. M.Rosso, Ceramic and metal matrix composites: Routes and properties, Journal of Materials  Processing Technology, 175(1‐3), 364‐375, 2006.  69. H.Ribes, M.Suery, Effect of particle oxidation on age hardening of Al‐Si‐Mg/SiC composites,  Scripta Metallurgica, 23(5), 705‐709, 1989.  70. R.Rahmani  Fard,  F.Akhlaghi,  Effect  of  extrusion  temperature  on  the microstructure  and  porosity of A356‐SiCp composites, Journal of Materials Processing Technology, 187‐188, 433‐436,  2007.  71. A.Kearney, E.L.Rooy (Rev.), Aluminum foundry products, ASM Handbook, vol. 2, Properties  and Selection: Nonferrous Alloys and Special‐Purpose Materials, ASM International, Metals Park,  123‐151, 1990.  72. P.Rohatgi, Cast aluminum‐matrix composites  for automotive applications,  JOM, 42(4), 10‐ 15, 1991.  73. B.‐Ch.  Goo, M.‐H.  Kim,  Characteristics  of A356/SiCp and  A390/SiCp composites,  Journal  of  Mechanical Science and Technology, 26 (7), 2097‐2100, 2012.  74. A.Daoud,  W.Reif,  Influence  of  Al2O3  particulate  on  the  aging  response  of  A356  Al‐based  composites, Journal of Materials Processing Technology, 123(2), 313‐318, 2002.  75. S.A.Alidokht,  A.Abdollah‐zadeh,  S.  Soleymani,  H.  Assadi, Microstructure  and  tribological  performance of an aluminium alloy based hybrid  composite produced by  friction  stir processing,  Materials & Design, 32(5), 2727‐2733, 2011.  76. D.Cree,  M.Pugh, Dry wear  and  friction  properties  of  an  A356/SiC  foam  interpenetrating  phase composite, Wear, 272(1), 88‐96, 2011  77. S.  Zhang,  Y.  Zhao,  G.  Chen,  X.  Cheng,  (Al2O3+Al3Zr)/A356  nanocomposites  fabricated  by  magnetochemistry in situ reaction, Journal of Alloys and Compounds, 475(1–2), 261‐267, 2009.   78. K.Naplocha, K.Granat, Dry sliding wear of Al/Saffil/C hybrid metal matrix composites, Wear,  265(11–12), 1734‐1740, 2008.  79. N.Jha, A.Badkul, D.P.Mondal, S.Das, M.Singh, , Sliding wear behaviour of aluminum syntactic  foam:  A  comparison with  Al–10 wt%  SiC  composites,  Tribology  International,  44(3),  220‐231,  2011.  80. P.L.Мenezes,  P.K.Rohatgi,  M.R.Lovell,  Self‐Lubricating  Behavior  of  Graphite  Reinforced  Metal Matrix Composites, Green tribology, Green Energy and Technology, 3, 445‐480, 2012.  81. J.B.Yang, C.B.Lin, T.C.Wang, H.Y.Chu, The tribological characteristics of A356.2Al alloy/Gr(p)  composites, Wear, 257(9‐10), 941‐952, 2004.  82. И.Бобић,  М.Бабић,  С.Митровић,  А.Венцл,  Б.Бобић,  Б.Тадић,  Керамички  лонац  електроотпорне  пећи  за  извођење  компокастинг  поступка  (битно  побољшан  постојећи  производ или технологија), Машински факултет Универзитета  у Крагујевцу, ТР‐08/2010,  2010.  83. A.Vencl,  I.Bobić,  M.T.Jovanović,  M.Babić,  S.Mitrović,  Microstructural  and  tribological  properties of A356 Al‐Si alloy reinforced with Al2O3 particles, Tribology Letters, 32(3), 159‐170,  2008.  84. T.C.Tszeng,  The  effects  of  particle  clustering  on  the  mechanical  behavior  of  particle  reinforced composites, Composites Part B: Engineering, 29(3), 299‐308, 1998.  85. А.Рац, Мазива и подмазивање машина, Машински факултет Београд, 2007.  86. Б.Ивковић,  А.Рац, Трибологија,  Југословенско  друштво  за  трибологију,  Крагујевац,  1985.  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 137  87. С.Танасијевић, Основи трибологије машинских  елемената,  Научна  књига,  Београд,  1989.  88. Б.Стојановић,  Карактеристике  триболошких  процеса  зупчастих  каишева,  Магистарска теза, Машински факултет у Крагујевцу, 2007.  89. M.Babic,  A.Vencl,  S.Mitrović,  I.Bobić,  Influence  of  T4  heat  treatment  on  tribological  behavior of ZA27 alloy under lubricated sliding condition, Tribology Letters, 36(2), 125‐134, 2009.   90. M.Babić,  S.Mitrović,  R.Ninković,  Tribological  Potencial  of  Zinc‐Aluminium  Alloys  Improvement, Tribology in Industry, 31(1&2), 15‐28, 2009.  91. M.Babić, S.Mitrović, B.Jeremić, The influence of heat treatment on the sliding wear behavior  of a ZA‐27 alloy, Tribology International, 43(1‐2), 16‐21, 2010.  92. M.Babic, S.Mitrović, F.Zivic, Effects of Al2O3 particle reinforcement on the lubricated sliding  wear behavior of ZA‐27 alloy composites, Journal of Materials Science, 46(21), 6964‐6974, 2011.  93. B.Stojanovic,  M.Babic,  N.Marjanovic,  L.Ivanovic,  A.Ilic,  Tribomechanical  systems  in  mechanical power  transmitters,  Journal  of  the Balkan Tribological Association,  18(4),  497‐506,  2012.  94. N.Marjanovic, B.Ivkovic, M.Blagojevic, B.Stojanovic, Experimental determination of friction  coefficient at gear drives, Journal of the Balkan Tribological Association, 16(4), 517‐526, 2011.   95. B.Stojanovic, S.Tanasijevic, N.Marjanovic, L.Ivanovic, M.Blagojevic, Wear as the criterion of  mechanical transmitters working life, Journal of the Balkan Tribological Association, 17(2), 215‐ 222, 2011.  96. N.Marjanović, B.Ivković, B.Stojanović, M.Blagojević, Disk on Disk Test of Gear Pair Power  Losses, Tribology in Industry, 32(4), 10‐16, 2010.  97. Talisyrf 6 System, Operator’s handbook, Rank Taylor Hobson.  98. Ф.Живић,  Нанотрибометрија  напредних  триболошких  материјала,  докторска  дисертација, Факултет Инжењерских наука, Крагујевац, 2012.   99. JSM‐6610LV Scanning Electron Microscope, SEM Specifications Guide, 2011.  100. H.Jang,  K.Ko,  S.J.Kim,  R.H.Basch,  J.W.Fash,  The  effect  of  metal  fibers  on  the  friction  performance of automotive brake friction materials, Wear, 256(3–4), 406‐414, 2004.  101. M.Baki  Karamış,  F.Nazlı  Sarı,  V.Erturun,  Friction  and wear  behaviors  of  reciprocatingly  extruded Al–SiC composite, Journal of Materials Processing Technology, 212(12), 2578‐258, 2012.  102. R.C.Shivamurthy, M.K.Surappa, Tribological characteristics of A356 Al alloy–SiCP composite  discs, Wear, 271(9–10), 1946‐1950, 2011.  103. C.S.Ramesh, C.K.Srinivas, Friction and wear behavior of  laser‐sintered  iron–silicon carbide  composites, Journal of Materials Processing Technology, 209(14), 5429‐5436, 2009.  104. D.Jun, L.Yao‐hui, Y.Si‐rong, L.Wen‐fang, Dry  sliding  friction and wear properties of Al2O3  and  carbon  short  fibres  reinforced Al–12Si alloy hybrid  composites, Wear,  257(9–10),  930‐940,  2004.  105. Sudarshan, M.K.Surappa, Dry sliding wear of fly ash particle reinforced A356 Al composites,  Wear, 265(3–4), 349‐360, 2008.  106. M.Singh,  D.P.Mondal,  R.Dasgupta,  B.K.Prasad,  A.K.Jha,  A.H.Yegneswaran,  Effect  of  sillimanite  particle  reinforcement  on  dry  sliding wear  behaviour  of  aluminium  alloy  composite,  Materials Science and Technology, 19(3), 303‐312, 2003.  107. S.Wilson, A.T.Alpas, Effect of temperature on the sliding wear performance of Al alloys and  Al matrix composites, Wear, 196(1–2), 270‐278, 1996.  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 138  108. L.Ceschini, C.Bosi, A.Casagrande, G.L.Garagnani, Effect of thermal treatment and recycling  on the tribological behaviour of an AlSiMg–SiCp composite, Wear, 251(1–12), 1377‐1385, 2001.  109. M.Kozma,  Friction  and  wear  of  aluminum matrix  composites,  Proc.  National  Tribology  Conf. “ROTRIB'03,”, Galati, Rumania, 99–106, 2003.  110. G.Straffelini, F.Bonollo, A.Molinari, A.Tiziani, Influence of matrix hardness on the dry sliding  behaviour of 20 vol.% Al2O3‐particulate‐reinforced 6061 Al metal matrix composite, Wear, 211(2),  192‐197, 1997.  111. A.Ravikiran, M.K.Surappa, Oscillations  in  coefficient of  friction during dry  sliding of A356  Al–30% wt SiCp MMC against steel, Scripta Mater. 36, 95–98, 1997.  112. H.Dan, C.Wei‐ping, Z.Shao‐yang, H.Zeng‐xian, Dry friction and wear performance of SiC 3D  continuous ceramic frame reinforced 7075Al alloy, Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 20(1), 2010.  113. M.Roy,  B.  enkataraman,  V.V.Bhanuprasad,  Y.R.Mahajan,  G.Sundararajan,  The  Effect  of  Particulate  Reinforcement  on  the  Sliding  Wear  Behavior  of  aluminum  Matrix  Composites,  Metallurgical Transactions A, 23(10), 2833‐2847, 1992.  114. Y.Sahin, S.Murphy, The effect of sliding speed and microstructure on the dry wear properties  of metal‐matrix composites, Wear, 214(1), 98‐106, 1998.  115. N.Ueda,  K.Dohda,  Z.Wang,  Y.Taniguchi,  Tribo‐characteristics  of  Al‐SiC  Sintered  Alloy,  Proceedings of the 2nd World Tribology Congress, Vienna, Austria, 2001.  116. K.M.Shorowordi,  A.S.M.A.Haseeb,  J.P.Celis,  Velocity  effects  on  the  wear,  friction  and  tribochemistry  of  aluminum MMC  sliding  against  phenolic  brake  pad,  Wear,  256,  1176–1181,  2004.  117. A.M.Al‐Qutub, I.M.Allam, M.A.Abdul  Samad, Wear  and  friction  of  Al–Al2O3  composites  at  various sliding speeds, J Mater Sci 43, 5797–5803, 2008.  118. B.K. Yen, T.Ishihara, Effect of humidity on friction and wear of Al‐Si eutectic alloy and Al‐Si  alloy‐graphite composites, Wear 198, 169‐175, 1996.  119. H.Yeh Chu, J.Fin Lin, Experimental analysis of the tribological behavior of electroless nickel‐ coated graphite particles in aluminum matrix composites under reciprocating motion, Wear, 239,  126–142, 2000.  120. F.Akhlaghi,  A.Zare‐Bidaki.  Influence  of  graphite  content  on  the  dry  sliding  and  oil  impregnated  sliding wear  behavior  of Al  2024–graphite  composites  produced  by  in  situ  powder  metallurgy method, Wear, 266, 37–45, 2009.  121. Y.Q.Wanga, A.M.Afsara, J.H.Jangb, K.S.Hanb, J.I.Songa, Room temperature dry and lubricant  wear behaviors of Al2O3f/SiCp/Al hybrid metal matrix composites, Wear, 268, 863–870, 2010.  122. J.Zhou, J.Duszczyk, The effect of graphite addition on the processing and performance of the  Al‐4.5Cu‐SiC composites prepared  from elemental powders,  Journal Of Materials Science Letters,  18, 51±53, 1999.  123. J.Fin  Lin,  M.Guu  Shih,  Y.Wei  Chen,  The  tribological  performance  of  6061  aluminum  alloy/graphite composite materials in oil lubrications with EP additives, Wear, 198, 58‐70, 1996.  124. M.L.Ted Guo, Chi.‐Y.A.Tsao, Tribological behavior of aluminum/SiC/nickel‐coated graphite  hybrid composites, Materials Science and Engineering A, 333, 134–145, 2002.  125. M.O.Shabani,  A.Mazahery,  Development  of  an  Extrusion  Process  to  Ameliorate  the  Tribological  Properties  of  Heat  Treated  Al  Mg  Si  (Cu)  System  Alloys  Matrix  Composites  in  Consolidated State, Tribology in Industry, 34(3), 166‐173, 2012.   Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 139  126. M.Kathiresan,  T.Sornakumar,  Friction  and  wear  studies  of  die  cast  aluminum  alloy‐ aluminum oxide‐reinforced  composites,  Industrial  Lubrication  and Tribology,  62(6),  361  –  371,  2010.   127. K.Umanath,  S.T.Selvamani, K.Palanikumar, Friction and Wear Behaviour of Al‐6061 Alloy  (SiCp + Al2O3p) Hybrid Composites, International Journal of Engineering Science and Technology,  3(7), 5441‐5451, 2011.   128.  A.P.Sannino, H.J.Rack, Dry sliding wear of discontinuously reinforced aluminum composites:  review and discussion, Wear 189, 1‐19, 1995.  129. C.Velmurugan, R.Subramanian, S.Thirugnanam, B.Anandavel, Investigation of Friction and  Wear Behavior of Hybrid Aluminium Composites, Industrial Lubrication and Tribology, 64(3), 6 –  6, 2012.  130. M.Singla,  L.Singh,  V.Chawla,  Study  of Wear  Properties  of  Al‐SiC  Composites,  Journal  of  Minerals & Materials Characterization & Engineering, 8(10), 813‐819, 2009.  131. M.Asif,  K.Chandra,  P.S.Misra,  Development  of  Aluminium  Based  Hybrid  Metal  Matrix  Composites  for  Heavy  Duty  Applications,  Journal  of  Minerals  &  Materials  Characterization  &  Engineering, 10(14), 1337‐1344, 2011.  132. S.Zhang,  F.Wang,  Comparison  of  friction  and  wear  performances  of  brake material  dry  sliding against two aluminum matrix composites reinforced with different SiC particles, Journal of  Materials Processing Technology, 182(1–3), 122‐127, 2007.  133. R.K.Uyyuru,  M.K.Surappa,  S.Brusethaug,  Tribological  behavior  of  Al–Si–SiCp  composites/automobile  brake  pad  system  under  dry  sliding  conditions,  Tribology  International,  40(2), 365‐373, 2007.  134. R.N.Rao,  S.Das, Effect of applied pressure on  the  tribological behaviour of SiCp  reinforced  AA2024 alloy, Tribology International, 44(4), 454‐462, 2011.  135. V.R.Rajeev,  D.K.Dwivedi,  S.C.Jain,  Dry  reciprocating  wear  of  Al–Si–SiCp  composites:  A  statistical analysis, Tribology International, 43(8), 1532‐1541, 2010.  136. A.Martın,  J.Rodrıguez  ,  J.Llorca, Temperature  effects  on  the wear  behavior  of  particulate  reinforced Al‐based composites, Wear, 225, 615–620, 1999.  137. D.Bialo, J.Zhou,  J.Duszczyk,  The  tribological  characteristics  of  the  Al‐20Si‐3Cu‐1Mg  alloy  reinforced with Al2O3 particles in relation to the hardness of a mating steel. Journal Of Materials  Science,  35(21), 5497‐5501, 2001.  138. B.Venkataraman,  G.Sundararajan,  The  sliding  wear  behaviour  of  al‐sic  particulate  composites‐i. Macrobehaviour, Acta mater. , 44(2), 451‐460, 1996.  139. K.Ravi  Kumar,  K.M.Mohanasundaram,  G.Arumaikkannu,  R.Subramanian,  B.Anandavel,  Influence of Particle Size on Dry Sliding Friction and Wear Behavior of Fly Ash Particle ‐ Reinforced  A 380 Al Matrix Composites, European Journal of Scientific Research, 60 (3), 410‐420, 2011.   140. W.TianChi, F.TongXiang, Z.Di, Z.GuoDing, The fabrication and wear properties of C/Al and  (C +SiC)/Al composites based on wood template, Mater. Lett., 60, 2695–2699, 2006.  141. J.Rodriguez, P.Poza, M.A.Garrido, A.Rico, Dry sliding wear behaviour of aluminium–lithium  alloys reinforced with SiC particles, Wear, 262, 292–300, 2007.  142. L.Jung‐moo,  K.Suk‐bong, H.Jianmin, Dry  sliding wear of MAO‐coated A356/20  vol.%  SiCp  composites in the temperature range 25–180°C, Wear, 264, 75–85, 2008.  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 140  143. R.N.Rao, S.Das, D.P.Mondal, G.Dixit, Effect of heat treatment on the sliding wear behaviour  of aluminium alloy  (Al– Zn–Mg) hard particle  composite,  Tribology  International,  43,  330–339,  2010.  144. M.Gui, S.B.Kang, Dry sliding wear behavior of plasma‐sprayed aluminum hybrid composite  coating, Metall. Mater. Trans., A 32A, 2383–2392, 2001.  145. A.K.Mondal,  S.Kumar,  Dry  sliding  wear  behaviour  of  magnesium  alloy  based  hybrid  composites in the longitudinal direction, Wear, 267, 458–466, 2009.   146. R.N.Rao,  S.Das,  D.P.Mondal,  G.Dixit,  Dry  sliding  wear  behaviour  of  cast  high  strength  aluminium alloy (Al–Zn–Mg) and hard particle composites, Wear, 267, 1688–1695, 2009.  147. B.Venkataraman,  G.Sundararajan,  Correlation  between  the  characteristics  of  the  mechanically mixed  layer and wear behaviour  of aluminium, Al‐7075 alloy and Al‐MMCs, Wear,  245(1–2), 22‐38, 2000.  148. X.Y.Li, K.N.Tandon, Microstructural characterization of mechanically mixed layer and wear  debris in sliding wear of an Al alloy and an Al based composite, Wear, 245(1–2), 148‐161, 2000.  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 141            ПРИЛОГ            П1. Запремина похабаног материјала у условима без подмазивања    П2. Запремина похабаног материјала у условима са подмазивањем          Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 142  П.1. Запремина похабаног материјала у условима без подмазивања    Табела П.1. Запремина похабаног материјала легуре А356– без подмазивања  А356  Запремина похабаног материјала, V, mm3x10‐3  V, m/s   Fn, N  Пут клизања, m  30  60  90  150  300  600  900  0.25  10   11.668  21.465  29.170  45.883  108.362  346.241  810.882  20  66.461  115.751  159.964  234.234  501.008  1166.751  1852.283  30  78.987  140.171  197.585  298.345  612.979  1290.343  2282.425  0.5  10   41.591  73.278  93.190  115.307  213.212  480.049  897.711  20  86.440  152.370  201.739  288.839  608.262  1283.688  2097.293  30  123.933  202.706  270.438  397.495  734.418  1476.433  2737.864  1.0  10   70.689  112.888  135.430  168.376  278.738  635.548  1087.595  20  137.413  234.234  268.876  386.467  734.418  1407.034  2435.454  30  160.792  274.369  359.323  516.519  837.228  1715.708  3219.666    A356, V1=0.25 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 500 1000 1500 2000 2500 За пр . п ох аб ан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N A356, F1=10 N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 200 400 600 800 1000 1200 За пр . п ох аб ан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s A356, V2=0.5 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 За пр . п ох аб ан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N A356, F2=20 N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 За пр . п ох аб ан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s A356, V3=1 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 За пр . п ох аб ан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N A356, F3=30 N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 За пр . п ох аб ан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s Слика П.1. Запремина похабаног материјала, A356, без подмазивања  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 143  Табела П.2. Запремина похабаног материјала легуре А356+10SiC – без подмазивања  А356+10SiC  Запремина похабаног материјала, V, mm3x10‐3  V, m/s   Fn, N  Пут клизања, m  30  60  90  150  300  600  900  0.25  10   1.114  5.693  11.707  17.293  35.987  220.408  698.597  20  50.977  92.015  111.835  173.680  406.265  928.941  1623.098  30  63.372  121.389  168.352  263.468  515.782  1107.748  1990.821  0.5  10   10.399  28.708  36.988  54.954  139.881  412.289  799.233  20  69.028  120.277  160.971  232.928  491.564  1060.591  1716.884  30  104.200  171.423  219.413  326.259  592.547  1271.459  2117.735  1.0  10   40.744  68.265  88.898  124.086  238.836  521.663  876.994  20  104.200  175.101  227.457  318.978  594.478  1286.507  1937.824  30  141.358  228.136  289.740  409.270  713.773  1386.104  2417.097      A356+10SiC, V1=0.25 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 За пр . п оха бан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    A356+10SiC, F1=10 N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 200 400 600 800 1000 За пр . п оха бан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC, V2=0.5 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 За пр . п оха бан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    A356+10SiC, F2=20 N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 За пр . п ох аба но г м ат ер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC, V3=1 m/s 0 200 400 600 800 1000  Пут клизања, m 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 За пр . п оха бан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    A356+10SiC, F3=30 N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 500 1000 1500 2000 2500 За пр . п оха бан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s   Слика П.2. Запремина похабаног материјала, A356+10SiC, без подмазивања  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 144  Табела П.3. Запремина похабаног материјала легуре А356+10SiC+1Gr– без подмазивања  А356+10SiC+1Gr  Запремина похабаног материјала, V, mm3x10‐3  V, m/s   Fn, N  Пут клизања, m  30  60  90  150  300  600  900  0.25  10   0.956  4.763  10.883  14.265  24.652  80.989  184.671  20  28.200  60.524  84.794  139.881  224.754  417.355  1148.267  30  60.383  122.284  166.142  265.343  487.039  1012.035  1779.146  0.5  10   1.493  8.010  14.534  19.908  36.285  118.073  271.404  20  37.292  86.029  127.975  196.116  321.108  545.636  1357.939  30  81.159  148.131  197.966  306.809  571.588  1099.955  2063.969  1.0  10   3.120  11.801  20.448  34.424  63.083  169.465  384.678  20  62.079  143.842  193.060  277.556  414.311  751.545  1475.302  30  92.572  197.966  250.950  355.122  636.668  1251.224  2289.403      A356+10SiC+1Gr, V1=0.25 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 За пр . п ох аб ан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    A356+10SiC+1Gr, F1=10 N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 100 200 300 400 500 За пр . п ох аб ан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC+1Gr, V2=0.5 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 За пр . п ох аб ан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    A356+10SiC+1Gr, F2=20 N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 За пр . п ох аб ан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC+1Gr, V3=1 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 За пр . п ох аб ан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    A356+10SiC+1Gr, F3=30 N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 500 1000 1500 2000 2500 За пр . п ох аб ан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s     Слика П.3. Запремина похабаног материјала, A356+10SiC+1Gr, без подмазивања  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 145  Табела П.4. Запремина похабаног материјала легуре А356+10SiC+3Gr  А356+10SiC+3Gr  Запремина похабаног материјала, V, mm3x10‐3  V, m/s   Fn, N  Пут клизања, m  30  60  90  150  300  600  900  0.25  10   1.920  9.353  19.313  26.548  37.904  103.999  216.118  20  43.048  93.319  136.476  196.732  372.760  823.016  1249.107  30  69.642  149.409  225.428  364.334  691.446  1383.837  2443.527  0.5  10   3.609  15.759  28.032  38.731  58.856  146.102  276.395  20  55.217  125.906  191.544  270.260  464.830  948.169  1456.460  30  86.384  202.640  302.275  454.522  767.478  1519.496  2681.333  1.0  10   6.480  28.879  46.842  63.372  87.815  207.387  454.522  20  87.815  185.854  252.402  348.767  597.704  1136.307  1705.131  30  112.046  266.850  384.678  549.294  887.898  1771.115  3129.544      A356+10SiC+3Gr, V1=0.25 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 За пр . п ох аб ан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    A356+10SiC+3Gr, F1=10 N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 100 200 300 400 500 За пр . п ох аб ан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC+3Gr, V2=0.5 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 За пр . п ох аб ан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    A356+10SiC+3Gr, F2=20 N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 За пр . п ох аб ан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC+3Gr, V3=1 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 За пр . п ох аб ан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    A356+10SiC+3Gr, F3=30 N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 За пр . п ох аб ан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s      Слика П.4. Запремина похабаног материјала, A356+10SiC+3Gr, без подмазивања  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 146  Табела П.5. Запремина похабаног материјала легуре А356+10SiC+5Gr  А356+10SiC+5Gr  Запремина похабаног материјала, V, mm3x10‐3  V, m/s   Fn, N  Пут клизања, m  30  60  90  150  300  600  900  0.25  10   4.660  15.194  26.467  37.597  50.977  109.319  437.509  20  47.316  110.363  165.044  256.790  430.201  909.120  1610.524  30  84.443  202.640  301.865  419.903  765.951  1450.606  2563.148  0.5  10   11.991  27.948  38.213  51.858  71.663  172.267  700.752  20  62.508  140.618  211.884  314.746  540.784  1114.597  1807.447  30  115.680  245.556  350.123  509.945  927.206  1765.775  2843.296  1.0  10   20.516  42.050  57.355  72.451  101.207  250.950  893.806  20  91.459  186.151  262.347  379.881  644.795  1201.067  1926.490  30  138.659  308.053  428.128  644.795  1110.680  2141.929  3488.943      A356+10SiC+5Gr, V1=0.25 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 За пр . п ох аб ан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    A356+10SiC+5Gr, F1=10 N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 200 400 600 800 1000 За пр . п ох аб ан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC+5Gr, V2=0.5 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 За пр . п ох аб ан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    A356+10SiC+5Gr, F2=20 N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 За пр . п ох аб ан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC+5Gr, V3=1 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 За пр . п ох аб ан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  F1=10 N  F2=20 N  F3=30 N    A356+10SiC+5Gr, F3=30 N 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 За пр . п ох аб ан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s      Слика П.5. Запремина похабаног материјала, A356+10SiC+5Gr, без подмазивања  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 147    F1=10 N, V1=0.25 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 За пр . п ох аб ан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr F1=10 N, V2=0.5 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 200 400 600 800 1000 За пр . п ох аб ан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr F1=10 N, V3=1m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 200 400 600 800 1000 1200 За пр . п ох аб ан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr     F2=20 N, V1=0.25 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 За пр . п ох аб ан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr F2=20 N, V2=0.5 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 За пр . п ох аб ан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr F2=20 N, V3=1m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 За пр . п ох аб ан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr    F3=30 N, V1=0.25 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 За пр . п ох аб ан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr F3=30 N, V2=0.5 m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 За пр . п ох аб ан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr F3=30 N, V3=1m/s 0 200 400 600 800 1000 Пут клизања, m 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 За пр . п ох аб ан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr     Слика П.6. Запремина похабаног материјала у условима без подмазивања      Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 148    V1=0.25 m/s, 900 m 0 10 20 30 40 Нормално опререћење, N 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 За пр . п оха ба но г м ате ри јал а, m m 3 x 10 ‐3  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr    F1=10 N, 900 m 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 Брзина клизања, m/s 0 200 400 600 800 1000 1200 За пр . п оха бан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr    V2=0.5 m/s, 900 m 0 10 20 30 40 Нормално опререћење, N 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 За пр . п оха ба но г м ате ри јал а, m m 3 x 10 ‐3  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr   F2=20 N, 900 m 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 Брзина клизања, m/s 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 За пр . п оха бан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr    V3=1 m/s, 900 m 0 10 20 30 40 Нормално опререћење, N 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 За пр . п оха ба но г м ате ри јал а, m m 3 x 10 ‐3  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr    F3=30 N, 900 m 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 Брзина клизања, m/s 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200 3400 3600 За пр . п оха бан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr   Слика П.7. Зависност запремине похабаног материјала од брзине клизања и нормалног  оптерећења у условима без подмазивања  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 149  П.2. Запремина похабаног материјала у условима са подмазивањем    Табела П.6. Запремина похабаног материјала легуре А356  А356  Запремина похабаног материјала, V, mm3x10‐3  V, m/s   Fn, N  Пређени пут, m  150  300  1200  2400  0.25  40  7.853437  13.17113  25.28142  28.5538  80  19.91557  30.79329  36.02397  43.29735  120  35.01383  51.36026  62.69862  69.26048  0.5  40  5.541582  8.002089  13.43352  19.10269  80  16.92031  22.19528  26.59185  29.70426  120  30.70153  42.4954  47.95068  60.15153  1.0  40  3.601434  5.570904  9.8485  14.18671  80  11.38208  13.69938  17.98944  23.16897  120  28.64122  35.01383  38.74087  42.95243    A356, V1=0.25 m/s, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 20 40 60 80 100 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а, m m 3 x 10 ‐3  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N   A356, F1=40 N, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 20 40 60 80 100 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а, m m 3 x 10 ‐3  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356, V2=0.5 m/s, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 20 40 60 80 100 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а, m m 3 x 10 ‐3  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N    A356, F2=80 N, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 20 40 60 80 100 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а, m m 3 x 10 ‐3  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356, V3=1 m/s, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 20 40 60 80 100 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а, m m 3 x 10 ‐3  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N    A356, F3=120 N, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 20 40 60 80 100 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а, m m 3 x 10 ‐3  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s   Слика П.8. Запремина похабаног материјала, A356, подмазивање  Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 150  Табела П.7. Запремина похабаног материјала легуре А356+10SiC  А356+10SiC  Запремина похабаног материјала, V, mm3x10‐3  V, m/s  Fn, N  Пређени пут, m  150  300  1200  2400  0.25  40  3.461503  6.900133  8.304499  10.61711  80  5.241256  9.112651  12.81893  15.02728  120  9.192243  13.99926  17.41457  21.69652  0.5  40  2.8556  4.559638  6.169382  7.303316  80  4.338246  7.099816  8.994126  10.57324  120  4.945146  7.828997  11.33573  14.75203  1.0  40  2.308959  3.545418  4.218406  6.169382  80  3.297666  5.051495  6.769113  8.009672  120  3.849786  5.780148  8.193106  10.35567      A356+10SiC, V1=0.25 m/s, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 5 10 15 20 25 30 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а,  m m 3 x 10 ‐3  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N   A356+10SiC, F1=40 N, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 5 10 15 20 25 30 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а,  m m 3 x 10 ‐3  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC, V2=0.5 m/s, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 5 10 15 20 25 30 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а,  m m 3 x 10 ‐3  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N   A356+10SiC, F2=80 N, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 5 10 15 20 25 30 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а,  m m 3 x 10 ‐3  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC, V3=1 m/s, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 5 10 15 20 25 30 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а,  m m 3 x 10 ‐3  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N    A356+10SiC, F3=120 N, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 5 10 15 20 25 30 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а,  m m 3 x 10 ‐3  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s     Слика П.9. Запремина похабаног материјала, A356+10SiC, подмазивање      Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 151  Табела П.8. Запремина похабаног материјала легуре А356+10SiC+1Gr  А356+10SiC+1Gr  Запремина похабаног материјала, V, mm3x10‐3  V, m/s   Fn, N  Пређени пут, m  150  300  1200  2400  0.25  40  1.577415  2.676426  4.945146  7.793191  80  2.819145  5.37967  7.65106  8.954848  120  6.93315  8.876634  10.39894  11.70689  0.5  40  1.204678  2.138566  4.460334  6.047814  80  2.123505  4.054369  5.407642  6.834414  120  2.729367  4.584692  6.386026  8.1194  1.0  40  0.87904  1.678074  3.783154  4.814322  80  1.457358  2.504909  4.031288  5.159358  120  1.703891  2.624175  4.509804  5.868473      A356+10SiC+1Gr, V1=0.25 m/s, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 3 6 9 12 15 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а,  m m 3 x 10 ‐3  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N    A356+10SiC+1Gr, F1=40 N, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 3 6 9 12 15 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а,  m m 3 x 10 ‐3  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC+1Gr, V2=0.5 m/s, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 3 6 9 12 15 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а, m m 3 x 10 ‐3  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N    A356+10SiC+1Gr, F2=80 N, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 3 6 9 12 15 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а, m m 3 x 10 ‐3  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC+1Gr, V3=1 m/s, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 3 6 9 12 15 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а, m m 3 x 10 ‐3  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N    A356+10SiC+1Gr, F3=120 N, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 3 6 9 12 15 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а, m m 3 x 10 ‐3  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s   Слика П.10. Запремина похабаног материјала, A356+10SiC+1Gr, подмазивање    Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 152  Табела П.9. Запремина похабаног материјала легуре А356+10SiC+3Gr  А356+10SiC+3Gr  Запремина похабаног материјала, V, mm3x10‐3  V, m/s   Fn, N  Пређени пут, m  150  300  1200  2400  0.25  40  1.235833  2.293108  3.061734  4.171095  80  2.641516  3.545418  4.736947  5.577513  120  4.054369  6.386026  8.304499  10.44234  0.5  40  0.938761  1.976769  2.711643  3.378922  80  1.948257  2.801034  3.739162  4.8403  120  2.245989  3.761115  5.296333  7.133467  1.0  40  0.744663  1.528631  2.1689  2.873945  80  1.321528  2.108515  3.023541  4.031288  120  1.504621  2.277329  3.717295  4.762646      A356+10SiC+3Gr, V1=0.25 m/s, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 3 6 9 12 15 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а,  m m 3 x 10 ‐3  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N   A356+10SiC+3Gr, F1=40 N, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 3 6 9 12 15 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а, m m 3 x 10 ‐3  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC+3Gr, V2=0.5 m/s, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 3 6 9 12 15 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а, m m 3 x 10 ‐3  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N   A356+10SiC+3Gr, F2=80 N, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 3 6 9 12 15 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а, m m 3 x 10 ‐3  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC+3Gr, V3=1 m/s, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 3 6 9 12 15 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а,  m m 3 x 10 ‐3  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N   A356+10SiC+3Gr, F3=120 N, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 3 6 9 12 15 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а,  m m 3 x 10 ‐3  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s   Слика П.11. Запремина похабаног материјала, A356+10SiC+3Gr, подмазивање    Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 153  Табела П.10. Запремина похабаног материјала легуре А356+10SiC+5Gr  А356+10SiC+5Gr  Запремина похабаног материјала, V, mm3x10‐3  V, m/s   Fn, N  Пређени пут, m  150  300  1200  2400  0.25  40  1.388336  2.438408  3.277558  4.892536  80  2.819145  3.985389  5.492139  6.867221  120  4.736947  6.966272  9.073028  11.33573  0.5  40  1.019442  2.138566  2.873945  4.031288  80  2.138566  3.100248  4.460334  5.663766  120  2.910871  4.762646  6.736619  9.232213  1.0  40  0.846079  1.652519  2.421969  3.630678  80  1.63984  2.454922  3.587879  4.685827  120  1.809806  3.178241  5.078319  7.372003      A356+10SiC+5Gr, V1=0.25 m/s, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 3 6 9 12 15 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а,  m m 3 x 10 ‐3  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N   A356+10SiC+5Gr, F1=40 N, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 3 6 9 12 15 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а,  m m 3 x 10 ‐3  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC+5Gr, V2=0.5 m/s, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 3 6 9 12 15 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а, m m 3 x 10 ‐3  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N   A356+10SiC+5Gr, F2=80 N, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 3 6 9 12 15 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а, m m 3 x 10 ‐3  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s    A356+10SiC+5Gr, V3=1 m/s, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 3 6 9 12 15 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а, m m 3 x 10 ‐3  F1=40 N  F2=80 N  F3=120 N   A356+10SiC+5Gr, F3=120 N, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 3 6 9 12 15 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а, m m 3 x 10 ‐3  V1=0.25 m/s  V2=0.5 m/s  V3=1 m/s   Слика П.12. Запремина похабаног материјала, A356+10SiC+5Gr, подмазивање    Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 154    F1=40 N, V1=0.25 m/s, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 5 10 15 20 25 30 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а,  m m 3 x 10 ‐3  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr   F1=40 N, V2=0.5 m/s, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 5 10 15 20 25 30 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а,  m m 3 x 10 ‐3  A356 A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr F1=40 N, V3=1 m/s, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 5 10 15 20 25 30 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а,  m m 3 x 10 ‐3  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr    F2=80 N, V1=0.25 m/s, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 10 20 30 40 50 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а,  m m 3 x 10 ‐3  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr   F2=80 N, V2=0.5 m/s, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 10 20 30 40 50 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а,  m m 3 x 10 ‐3  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr   F3=80 N, V3=1 m/s, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 10 20 30 40 50 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а,  m m 3 x 10 ‐3  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr    F3=120 N, V1=0.25 m/s, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 10 20 30 40 50 60 70 80 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а,  m m 3 x 10 ‐3  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr   F3=120 N, V2=0.5 m/s, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 10 20 30 40 50 60 70 80 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а,  m m 3 x 10 ‐3  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr   F3=120 N, V3=1 m/s, подмазивање 0 500 1000 1500 2000 2500 Пут клизања, m 0 10 20 30 40 50 За пр . п ох аб ан ог  ма те ри јал а,  m m 3 x 10 ‐3  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr    Слика П.13. Запремина похабаног материјала у условима са подмазивањем      Триболошко понашање хибридних композита са А356 матрицом Б.Стојановић 155      V1=0.25 m/s, 2400 m, подмазивање 0 40 80 120 160 Нормално оптерећење, N 0 10 20 30 40 50 60 70 80 За пр . п оха бан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr     F1=40 N, 2400 m, подмазивање 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 Брзина клизања, m/s 0 5 10 15 20 25 30 За пр . п оха бан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr    V2=0.5 m/s, 2400 m, подмазивање 0 40 80 120 160 Нормално оптерећење, N 0 10 20 30 40 50 60 70 80 За пр . п оха бан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  A356 A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr     F2=80 N, 2400 m, подмазивање 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 Брзина клизања, m/s 0 10 20 30 40 50 За пр . п оха бан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr    V3=1 m/s, 2400 m, подмазивање 0 40 80 120 160 Нормално оптерећење, N 0 10 20 30 40 50 За пр . п оха бан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr     F3=120 N, 2400 m, подмазивање 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 Брзина клизања, m/s 0 10 20 30 40 50 60 70 80 За пр . п оха бан ог ма тер ија ла , m m 3 x 10 ‐3  A356  A356+10SiC  A356+10SiC+1Gr  A356+10SiC+3Gr  A356+10SiC+5Gr   Слика П.14. Зависност запремине похабаног материјала од брзине клизања и нормалног  оптерећења у условима са подмазивањем