Влияние параметров напыления и толщины покрытий из нитрида титана TiN на сопротивление усталости

Исследовано влияние вакуум-плазменных покрытий из нитрида титана TiN на сопротивление
 усталости титана ВТ1-0 в зависимости от параметров напыления и толщины покрытий.
 Проведен анализ полученных результатов с целью необходимости увеличения предела выносливости композиции основа–покр...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :Проблемы прочности
Дата:2010
Автори: Трапезон, А.Г., Ляшенко, Б.А.
Формат: Стаття
Мова:Російська
Опубліковано: Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України 2010
Теми:
Онлайн доступ:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/112013
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Влияние параметров напыления и толщины покрытий из нитрида титана TiN на сопротивление усталости / А.Г. Трапезон, Б.А. Ляшенко // Проблемы прочности. — 2010. — № 6. — С. 64-75. — Бібліогр.: 16 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1860094540319293440
author Трапезон, А.Г.
Ляшенко, Б.А.
author_facet Трапезон, А.Г.
Ляшенко, Б.А.
citation_txt Влияние параметров напыления и толщины покрытий из нитрида титана TiN на сопротивление усталости / А.Г. Трапезон, Б.А. Ляшенко // Проблемы прочности. — 2010. — № 6. — С. 64-75. — Бібліогр.: 16 назв. — рос.
collection DSpace DC
container_title Проблемы прочности
description Исследовано влияние вакуум-плазменных покрытий из нитрида титана TiN на сопротивление
 усталости титана ВТ1-0 в зависимости от параметров напыления и толщины покрытий.
 Проведен анализ полученных результатов с целью необходимости увеличения предела выносливости композиции основа–покрытие. Показано, что во всех исследованных случаях TiNпокрытия повышают сопротивление усталости. Установлен оптимальный диапазон толщин
 покрытия, при котором изменение условий осаждения мало влияет на предел выносливости.
 Отмечено удовлетворительное согласование между экспериментальными и расчетными значениями пределов выносливости, которые получены по ранее предложенной расчетной модели. Обсуждена и подтверждена принципиальная возможность существенного повышения
 сопротивления усталости в случае формирования сверхтонких покрытий при вполне определенных условиях их осаждения. Досліджено вплив вакуум-плазмових покриттів із нітриду титану TiN на опір
 втомі титану ВТ1-0 в залежності від параметрів напилення та товщини
 покриттів. Проаналізовано отримані результати з метою необхідності підвищення границі витривалості композиції основа–покриття. Показано, що у
 всіх досліджених випадках TiN-покриття підвищують опір втомі. Установлено оптимальний діапазон товщин покриття, за якого зміна умов осадження
 мало впливає на рівень витривалості. Відмічено задовільне узгодження між
 експериментальними та розрахунковими значеннями границь витривалості,
 які отримано за допомогою раніше запропонованої розрахункової моделі.
 Обговорено і підтверджено принципову можливість суттєвого підвищення
 опору втомі у випадку формування надтонких покриттів при цілком визна-
 чених умовах їх напилення.
first_indexed 2025-12-07T17:25:38Z
format Article
fulltext ÓÄÊ 669.15:539.43 Âëèÿíèå ïàðàìåòðîâ íàïûëåíèÿ è òîëùèíû ïîêðûòèé èç íèòðèäà òèòàíà TiN íà ñîïðîòèâëåíèå óñòàëîñòè À. Ã. Òðàïåçîí, Á. À. Ëÿøåíêî Èíñòèòóò ïðîáëåì ïðî÷íîñòè èì. Ã. Ñ. Ïèñàðåíêî ÍÀÍ Óêðàèíû, Êèåâ, Óêðàèíà Èññëåäîâàíî âëèÿíèå âàêóóì-ïëàçìåííûõ ïîêðûòèé èç íèòðèäà òèòàíà TiN íà ñîïðîòèâëåíèå óñòàëîñòè òèòàíà ÂÒ1-0 â çàâèñèìîñòè îò ïàðàìåòðîâ íàïûëåíèÿ è òîëùèíû ïîêðûòèé. Ïðîâåäåí àíàëèç ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ ñ öåëüþ íåîáõîäèìîñòè óâåëè÷åíèÿ ïðåäåëà âûíîñ- ëèâîñòè êîìïîçèöèè îñíîâà–ïîêðûòèå. Ïîêàçàíî, ÷òî âî âñåõ èññëåäîâàííûõ ñëó÷àÿõ TiN- ïîêðûòèÿ ïîâûøàþò ñîïðîòèâëåíèå óñòàëîñòè. Óñòàíîâëåí îïòèìàëüíûé äèàïàçîí òîëùèí ïîêðûòèÿ, ïðè êîòîðîì èçìåíåíèå óñëîâèé îñàæäåíèÿ ìàëî âëèÿåò íà ïðåäåë âûíîñëèâîñòè. Îòìå÷åíî óäîâëåòâîðèòåëüíîå ñîãëàñîâàíèå ìåæäó ýêñïåðèìåíòàëüíûìè è ðàñ÷åòíûìè çíà- ÷åíèÿìè ïðåäåëîâ âûíîñëèâîñòè, êîòîðûå ïîëó÷åíû ïî ðàíåå ïðåäëîæåííîé ðàñ÷åòíîé ìîäå- ëè. Îáñóæäåíà è ïîäòâåðæäåíà ïðèíöèïèàëüíàÿ âîçìîæíîñòü ñóùåñòâåííîãî ïîâûøåíèÿ ñîïðîòèâëåíèÿ óñòàëîñòè â ñëó÷àå ôîðìèðîâàíèÿ ñâåðõòîíêèõ ïîêðûòèé ïðè âïîëíå îïðåäå- ëåííûõ óñëîâèÿõ èõ îñàæäåíèÿ. Êëþ÷åâûå ñëîâà: ïðåäåë âûíîñëèâîñòè, òåõíîëîãèÿ íàïûëåíèÿ, òîëùèíà ïîêðûòèÿ, îïòèìàëüíûé äèàïàçîí òîëùèí, ðàñ÷åòíàÿ ìîäåëü, ñâåðõòîíêèå ïîêðûòèÿ. Ââåäåíèå. Óïðî÷íåíèå ïîâåðõíîñòè ìàøèíîñòðîèòåëüíûõ äåòàëåé ñ ïî- ìîùüþ âàêóóì-ïëàçìåííûõ ïîêðûòèé èìååò ðÿä ýêîíîìè÷åñêèõ, ýêîëîãè÷åñ- êèõ è òåõíîëîãè÷åñêèõ ïðåèìóùåñòâ. Òàêèå ïîêðûòèÿ, ïîëó÷àåìûå ìåòîäîì ïàðîãàçîâîé êîíäåíñàöèè (PVD) â ñî÷åòàíèè ñ ìåòîäîì êîíäåíñàöèè ìåòàë- ëè÷åñêîé ïëàçìû ïðè èîííîé áîìáàðäèðîâêå (ÊÈÁ), íàíîñÿòñÿ íà äåòàëè ñ ïîìîùüþ ñåðèéíî âûïóñêàåìûõ ïðîìûøëåííîñòüþ óñòàíîâîê òèïà “Áóëàò” [1]. Ïðè ñîçäàíèè âàêóóì-ïëàçìåííûõ ïîêðûòèé íà ïîäîáíîì îáîðóäîâàíèè ìîæíî ëåãêî âàðüèðîâàòü òàêèìè ïàðàìåòðàìè òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîöåññà, êàê äàâëåíèå ñðåäû, ñèëà òîêà äóãè, âðåìÿ ïîäà÷è ãàçà (N, O2, Ar è äð.), ñîñòàâ ãàçîâîé ñðåäû, ñêîðîñòü îñàæäåíèÿ, òåìïåðàòóðà. Âñëåäñòâèå ýòîãî ïîÿâëÿåòñÿ ðåàëüíàÿ âîçìîæíîñòü îïòèìèçàöèè ïðîöåññà äëÿ ïîëó÷åíèÿ ïîêðûòèé ñ ðàçëè÷íûìè ñâîéñòâàìè, â ÷àñòíîñòè ïðî÷íîñòíûìè.  äàííîé ðàáîòå èññëåäóåòñÿ âëèÿíèå âàêóóì-ïëàçìåííûõ ïîêðûòèé èç íèòðèäà òèòàíà TiN íà ñîïðîòèâëåíèå óñòàëîñòè òèòàíà ÂÒ1-0 â çàâèñèìîñòè îò ïàðàìåòðîâ íàïûëåíèÿ è òîëùèíû ïîêðûòèé. Ïðîâåäåí àíàëèç ïîëó÷åí- íûõ ðåçóëüòàòîâ èñõîäÿ èç ïîñòàíîâêè çàäà÷è è öåëåé èññëåäîâàíèÿ. Ïîñòàíîâêà çàäà÷è. Ðåàëüíûå ïðîöåññû, ñîïóòñòâóþùèå ôîðìèðîâà- íèþ ïîêðûòèé, èìåþò ñëîæíûé õàðàêòåð.  çàâèñèìîñòè îò ýíåðãåòè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ òåõíîëîãèè íàíåñåíèÿ ïîêðûòèé îíè ìîãóò âëèÿòü íà èçìåíåíèå õèìèêî-ñòðóêòóðíîãî ñîñòàâà è ñâÿçàííûå ñ íèì ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèå õàðàê- òåðèñòèêè. Òàê [2], TiN-ïîêðûòèÿ êðîìå �-íèòðèäà TiN ìîãóò ñîäåðæàòü íåêî- òîðîå êîëè÷åñòâî �-Ti è �-íèòðèäà Ti2N, îáðàçóÿ òâåðäûå ðàñòâîðû ìåòàëëà è õèìè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé íåîïðåäåëåííîãî ñîñòàâà. Ïîêðûòèÿ, êîòîðûå êðèñ- òàëëèçèðóþòñÿ ïðè ñðàâíèòåëüíî íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ, ïðè íåðàâíîâåñíûõ © À. Ã. ÒÐÀÏÅÇÎÍ, Á. À. ËߨÅÍÊÎ, 2010 64 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2010, ¹ 6 óñëîâèÿõ îáëàäàþò ñòðóêòóðîé, êîòîðàÿ ïî ìåðå óâåëè÷åíèÿ òîëùèíû è íàêîïëåíèÿ äåôåêòîâ ðîñòà ñòàíîâèòñÿ ìåíåå ïëîòíîé, âñëåäñòâèå ÷åãî ìîæåò ñíèæàòüñÿ ïðî÷íîñòü ïîêðûòèÿ. Ïîâûøåíèå òåìïåðàòóðû êðèñòàëëèçàöèè ïðèâîäèò ê óìåíüøåíèþ êîëè÷åñòâà äåôåêòîâ äî óðîâíÿ, òèïè÷íîãî äëÿ ìîíîëèòíûõ ìåòàëëóðãè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ â ðàâíîâåñíîì ñîñòîÿíèè, ò.å. èõ ñòðóêòóðíàÿ íåîäíîðîäíîñòü ïî òîëùèíå äîëæíà óìåíüøàòüñÿ. Íå èñêëþ÷åíî, îäíàêî, ÷òî ñ ïîâûøåíèåì òåìïåðàòóðû îñàæäåíèÿ ïðî÷- íîñòü ìîæåò ïîíèæàòüñÿ, êàê ýòî ïîêàçàíî íà ïðèìåðå ïëåíîê íèêåëÿ [3]. Ñóùåñòâåííîå âëèÿíèå íà èçìåíåíèå ìåõàíè÷åñêèõ ñâîéñòâ è ñòðóêòóðû îêàçûâàþò ñîñòàâ îñòàòî÷íûõ ãàçîâ è ñòåïåíü âàêóóìà, îáíàðóæåííûå íà ìåòàëëè÷åñêèõ ïëåíêàõ. Î÷åâèäíî òàêæå, ÷òî èçìåíåíèå äàâëåíèÿ ñâîäèòñÿ ïðàêòè÷åñêè ê èçìåíåíèþ êîíöåíòðàöèè ðåàãèðóþùèõ êîìïîíåíòîâ è, ñëåäî- âàòåëüíî, õèìèêî-ñòðóêòóðíîãî ñîñòàâà ïîêðûòèé. Òàêèì îáðàçîì, ñ èçìåíå- íèåì òåìïåðàòóðû, äàâëåíèÿ èëè êîíöåíòðàöèè ñîñòàâëÿþùèõ êîìïîíåíòîâ íåèçáåæíî äîëæíî èçìåíÿòüñÿ ðàâíîâåñíîå ñîñòîÿíèå ðåàêöèè ñèíòåçà è, êàê ñëåäñòâèå, ñòðóêòóðà è ñîñòàâ ïîêðûòèÿ, êàê è äîëæíî áûòü ñîãëàñíî ïðèí- öèïó Ëå Øàòåëüå [4]. Ó÷èòûâàÿ, èñõîäÿ èç èçëîæåííîãî, íåèçáåæíóþ íåîäíî- çíà÷íîñòü è íåîïðåäåëåííîñòü ñâîéñòâ ñîçäàâàåìûõ ïîêðûòèé ïîñëå èõ îñàæ- äåíèÿ è ïðèíöèïèàëüíûå òðóäíîñòè â èäåíòèôèêàöèè ýòèõ ñâîéñòâ, ïðåä- ñòàâëÿåòñÿ àêòóàëüíîé çàäà÷à ýêñïåðèìåíòàëüíîé îöåíêè âëèÿíèÿ âàðèàöèé òåõíîëîãèè íåïîñðåäñòâåííî íà ïðî÷íîñòü ïîêðûòèé èëè êîìïîçèöèé îñíîâà– ïîêðûòèå. Îòîáðàæåíèåì ïðî÷íîñòíûõ ñâîéñòâ ìîæåò ñëóæèòü ñîïðîòèâëå- íèå óñòàëîñòè òàêèõ êîìïîçèöèé êàê äîñòàòî÷íî èíôîðìàòèâíàÿ è íàèáîëåå ïðàêòè÷åñêè âàæíàÿ õàðàêòåðèñòèêà ïîêðûòèé. Öåëü ðàáîòû. Ïîñðåäñòâîì ïðîâåäåíèÿ âûñîêî÷àñòîòíûõ óñòàëîñòíûõ èñïûòàíèé íåîáõîäèìî ïîëó÷èòü ýêñïåðèìåíòàëüíûå äàííûå î ïðåäåëå âû- íîñëèâîñòè ��1 òèòàíà ÂÒ1-0 ñ âàêóóì-ïëàçìåííûìè TiN-ïîêðûòèÿìè. Óñòà- íîâèòü çàâèñèìîñòü ��1 îò òîëùèíû ïîêðûòèé è âàðèàíòîâ ïðîöåññà îñàæ- äåíèÿ. Ïîëó÷åííàÿ ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ çàâèñèìîñòü ïîçâîëèò, êàê ïðåäñòàâëÿ- åòñÿ, íàìåòèòü ïðèíöèïèàëüíûé ïîäõîä ê âûáîðó îïòèìàëüíûõ òåõíîëîãè- ÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ ïðîöåññà è ïàðàìåòðîâ ïîêðûòèé ñ òî÷êè çðåíèÿ âîñïðî- èçâîäèìîñòè è ñòàáèëüíîñòè ïîâûøåííûõ õàðàêòåðèñòèê âûíîñëèâîñòè. Ïðåä- ïîëàãàåòñÿ, ÷òî îæèäàåìûå ��1, ïîëó÷åííûå â íåêîòîðîì óñòàíîâëåííîì äèàïàçîíå ïàðàìåòðîâ, íå äîëæíû ñóùåñòâåííî çàâèñåòü îò èõ íåçíà÷èòåëü- íûõ èçìåíåíèé, îáóñëîâëåííûõ âîçìîæíûìè ïîãðåøíîñòÿìè òåõíîëîãèè, â òîì ÷èñëå ñëó÷àéíûìè. Âûñîêàÿ ÷àñòîòà èñïûòàíèé (10...20 êÃö) äàåò âîçìîæ- íîñòü çíà÷èòåëüíî óñêîðèòü ïîëó÷åíèå ��1. Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî âûâîäû, ïðåäëîæåíèÿ è ìåòîäè÷åñêèå ïîäõîäû, âûòåêàþùèå èç ïðîâåäåííîãî èññëå- äîâàíèÿ, ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû òàêæå äëÿ îöåíêè ��1 èíûõ êîíñòðóê- öèîííûõ ìàòåðèàëîâ ñ ïîêðûòèÿìè ðàññìîòðåííîãî òèïà, â òîì ÷èñëå è ïðè äðóãèõ ÷àñòîòàõ ïåðåìåííîãî íàãðóæåíèÿ. Èñïûòàòåëüíàÿ óñòàíîâêà è ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ ìåòîäèêà. Èññëåäî- âàíèå óñòàëîñòíîé ïðî÷íîñòè ïðîâîäèëîñü íà ðåçîíàíñíîé ìàãíèòîñòðèê- öèîííîé óñòàíîâêå (ðàáî÷àÿ ÷àñòîòà 10 êÃö), ÿâëÿþùåéñÿ îäíîé èç ìîäè- ôèêàöèé óñòàíîâîê, îïèñàííûõ â [5]. Îòëè÷èòåëüíàÿ îñîáåííîñòü äàííîé óñòàíîâêè ñîñòîèò â èñïîëüçîâàíèè â åå ñîñòàâå êîíöåíòðàòîðà ñïåöèàëüíîé êîíñòðóêöèè [6], ïîçâîëÿþùåãî ñóùåñòâåííî ïîâûñèòü ðàçìàõ ðàáî÷èõ àìïëè- Âëèÿíèå ïàðàìåòðîâ íàïûëåíèÿ è òîëùèíû ïîêðûòèé ... ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2010, ¹ 6 65 òóä äî óðîâíåé 300...400 ìêì, ÷òî ãàðàíòèðóåò óñïåøíîå ïðîâåäåíèå èñïû- òàíèé ïðàêòè÷åñêè ëþáûõ âûñîêîïðî÷íûõ êîíñòðóêöèîííûõ ìàòåðèàëîâ è êîìïîçèöèé. Ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ ìåòîäèêà îïðåäåëåíèÿ ��1 îñíîâàíà íà âîçáóæäåíèè ðåçîíàíñíûõ èçãèáíûõ êîëåáàíèé èñïûòóåìûõ îáðàçöîâ ïî îäíîé èç âûñøèõ ôîðì ñ óðîâíåì àìïëèòóä, äîñòàòî÷íûì äëÿ èõ óñòàëîñò- íîãî ðàçðóøåíèÿ. Èñïîëüçîâàëèñü ïðÿìîóãîëüíûå ïðèçìàòè÷åñêèå îáðàçöû ïîñòîÿííîãî ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ êàê íàèáîëåå òåõíîëîãè÷íûå èç âñåõ èçâåñò- íûõ, ÷òî â ñî÷åòàíèè ñ âûñîêîé ÷àñòîòîé íàãðóæåíèÿ ïîñëóæèëî äîïîëíè- òåëüíîé ïðåäïîñûëêîé óñêîðåíèÿ è óäåøåâëåíèÿ èñïûòàíèé. Âûáîð òðåáó- åìûõ ðåçîíàíñíûõ ðàçìåðîâ îáðàçöîâ, ðàñ÷åò ðàçðóøàþùèõ íàïðÿæåíèé è òåõíèêà ïðîâåäåíèÿ óñòàëîñòíûõ èñïûòàíèé ïî äàííîé ìåòîäèêå èçëîæåíû ðàíåå [7, 8]. Îñîáåííîñòè òåõíîëîãèè íàïûëåíèÿ. TiN-ïîêðûòèÿ íà îñíîâå ðåàãåíòà N2 íàíîñèëèñü èçâåñòíûì ìåòîäîì ÊÈÁ íà òèòàíîâûå îáðàçöû ïîñëå èõ î÷èñòêè èîííûì òðàâëåíèåì. Îáðàçöû âûðåçàëèñü èç îäíîãî ëèñòà òèòàíà (òîëùèíà 0,5 ìì, øèðèíà 6 ìì è äëèíà 35 ìì) ñ ó÷åòîì òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðèïóñêà. Âàðüèðóåìàÿ òåõíîëîãèÿ íàíåñåíèÿ ïîêðûòèé îáåñïå÷èâàåòñÿ ôóíê- öèîíàëüíûìè âîçìîæíîñòÿìè ñòàíäàðòíîãî îáîðóäîâàíèÿ è çàêëþ÷àåòñÿ â âûáîðå ñîîòâåòñòâóþùåãî äàâëåíèÿ Ð, âðåìåíè t ïîäà÷è àçîòà N2, òåìïåðà- òóðû Ò â ðàáî÷åé êàìåðå, êîëè÷åñòâà çàäåéñòâîâàííûõ ìèøåíåé (èñïàðèòå- ëåé Ti), âåëè÷èíû òîêà À äóãè. Ýíåðãåòè÷åñêèå ïàðàìåòðû íàïûëåíèÿ, òîë- ùèíû TiN-ïîêðûòèé, ýêñïåðèìåíòàëüíûå è ðàñ÷åòíûå õàðàêòåðèñòèêè èññëå- äîâàííûõ îáðàçöîâ ñ ïîêðûòèÿìè ïðèâåäåíû â òàáëèöå. Íîìèíàëüíûå òîëùèíû h ïîêðûòèé îïðåäåëåíû êàê ïðîèçâåäåíèå Vt, ãäå V – ñêîðîñòü îñàæäåíèÿ ïîêðûòèÿ, çàâèñÿùàÿ, â ÷àñòíîñòè, îò äàâëåíèÿ Ð. À. Ã. Òðàïåçîí, Á. À. Ëÿøåíêî 66 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2010, ¹ 6 Ïàðàìåòðû íàïûëåíèÿ, õàðàêòåðèñòèêè è ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòîâ ¹ ïàðòèè îáðàç- öîâ Ð� �10 1 , Ïà Ò , �Ñ h, ìêì ��1, ÌÏà f , êÃö ñ �à , ÌÏà �, % � � � � 1 1( )o � � à �1( )o 1 – – Áåç ïî- êðûòèÿ 265 9,290 – 265,00 – 1,000 1,000 2 4,0 550 1 280 9,420 2,80 272,00 2,940 1,056 1,0264 3 4,0 550 6 295 10,070 2,90 306,00 �3,600 1,113 1,1550 4 4,0 550 12 350 10,670 2,75 336,00 3,900 1,320 1,2700 5 3,2 500 1 307 9,506 4,35 277,63 10,600 1,158 1,0480 6 3,5 500 10 300 9,930 1,65 290,33 3,330 1,132 1,0950 7 3,5 500 12 290 9,980 1,54 290,36 �0,125 1,094 1,0960 8 3,7 500 15 285 10,120 1,52 294,83 �3,300 1,075 1,1120 9 5,0 450 1 297 9,290 3,13 273,20 8,700 1,120 1,0310 10 5,0 450 6 288 9,950 2,50 298,30 �3,450 1,087 1,1260 Òàê, ïðè V 0 2, ìêì/ìèí è P � �4 10 1 Ïà ïðè t 30 ìèí ïîëó÷èì h 6 ìêì, ïðè t 60 ìèí – h 12 ìêì è ò.ä. Äëÿ ïîëó÷åíèÿ ïîêðûòèé (â òàáëèöå ¹ 2–4) èñïîëüçîâàëñÿ îäèí èñïàðèòåëü Ti ñ ñèëîé òîêà äóãè 100 À (òåõíîëîãèÿ 1). Ïîêðûòèÿ (¹ 5–8) ïîëó÷åíû ñ ïîìîùüþ äâóõ èñïàðèòåëåé ñ ïîíèæåííûì òîêîì äóãè äî 60 À è íåñêîëüêî ïîíèæåííûìè äàâëåíèåì è òåìïåðàòóðîé (òåõíîëîãèÿ 2). Ïðåäïîëàãàåòñÿ èñõîäÿ èç îáùèõ ïðåäñòàâëåíèé, ÷àñòè÷íî îòìå÷åííûõ âûøå, ÷òî â ýòîì ñëó÷àå äîëæíû óìåíüøèòüñÿ ðàçìåð çåðíà â ïîêðûòèè, åãî ïîðèñòîñòü è ÷èñëî íåñïëîøíîñòåé, à ñ óìåíüøåíèåì ïîðèñ- òîñòè è ÷èñëà äåôåêòîâ äîëæíà ïîâûñèòüñÿ ïðî÷íîñòü è, êàê ñëåäñòâèå, âûíîñ- ëèâîñòü. Ïîêðûòèÿ (¹ 9, 10) ïîëó÷åíû ïðè ïîâûøåííîì äàâëåíèè, ïîíè- æåííîé òåìïåðàòóðå è óâåëè÷åííîé ñèëå òîêà äóãè äî 100 À ïðè äâóõ èñïà- ðèòåëÿõ (òåõíîëîãèÿ 3). Òàêîå âèäîèçìåíåíèå ïî ïðåäïîëîæåíèþ äîëæíî íåñêîëüêî ñòàáèëèçèðîâàòü ñîñòàâ è ñâîéñòâà ïîêðûòèÿ ïî òîëùèíå â ðåçóëü- òàòå óñêîðåíèÿ ïðîöåññà, ïîñêîëüêó ñêîðîñòü îñàæäåíèÿ ïîâûøàåòñÿ äî V 0 3, ìêì/ìèí. Ðåçóëüòàòû óñòàëîñòíûõ èñïûòàíèé. Êðèâûå óñòàëîñòè è ïðåäåëû âûíîñëèâîñòè ��1, ïîëó÷åííûå äëÿ òðåõ ïàðòèé îáðàçöîâ ñ ïîêðûòèÿìè, ñîîòâåòñòâóþùèìè òåõíîëîãèÿì 1–3, íà áàçå 107 öèêë ïðåäñòàâëåíû ñîîò- âåòñòâåííî íà ðèñ. 1 è â òàáëèöå. Ñðàâíåíèå äàííûõ ïî ��1 (òàáëèöà) ñâèäåòåëüñòâóåò îá óïðî÷íÿþùåì äåéñòâèè âàêóóì-ïëàçìåííûõ TiN-ïîêðûòèé âî âñåì ðàññìîòðåííîì äèàïà- çîíå òîëùèí ïðè N �107 öèêë. Ðåçóëüòàòû, ïîëó÷åííûå â çàâèñèìîñòè îò òåõíîëîãè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ íàïûëåíèÿ, ðàñõîäÿòñÿ êàê â êîëè÷åñòâåííîì, òàê è â êà÷åñòâåííîì îòíîøåíèè. Òàê, çàâèñèìîñòü ��1 îò òîëùèíû ïîêðû- òèÿ h â îäíèõ ñëó÷àÿõ (¹ 2–4) ñ óâåëè÷åíèåì h âîçðàñòàåò, â äðóãèõ (¹ 5–8, 9, 10) – óáûâàåò. Ïî-âèäèìîìó, òåõíîëîãè÷åñêèå ðàçëè÷èÿ íàïûëåíèÿ, âëèÿ- þùèå îòìå÷åííûì îáðàçîì íà âûíîñëèâîñòü, âûçûâàþò ñîîòâåòñòâóþùèå èçìåíåíèÿ â óñëîâèÿõ îñàæäåíèÿ è ôîðìèðîâàíèÿ ïîêðûòèÿ, â åãî õèìèêî- ñòðóêòóðíîì ñîñòàâå è, êàê ñëåäñòâèå, â ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèõ õàðàêòåðèñ- òèêàõ, â òîì ÷èñëå è óñòàëîñòíûõ. Èñõîäÿ èç ýòîãî ìîæíî çàêëþ÷èòü, ÷òî â öåëîì ýòè õàðàêòåðèñòèêè, îïðåäåëÿþùèå ïðî÷íîñòü êîìïîçèöèè îñíîâà– ïîêðûòèå, ÿâëÿþòñÿ ïåðåìåííûìè âåëè÷èíàìè è äîëæíû çàâèñåòü îò óñëîâèé îñàæäåíèÿ, âëèÿþùèõ íà ñòðîåíèå ñóáñòðóêòóðû ïîêðûòèé, êîòîðàÿ ìîæåò âèäîèçìåíÿòüñÿ òàêæå ïî òîëùèíå. Ðàñ÷åòíûé ìåòîä. Êîëè÷åñòâåííóþ îöåíêó öèêëè÷åñêîé ïðî÷íîñòè â çàâèñèìîñòè îò ïîäîáíîãî âëèÿíèÿ ìîæíî ïîëó÷èòü òàêæå ðàñ÷åòíûì ïóòåì, åñëè âîñïîëüçîâàòüñÿ ðàíåå ïðåäëîæåííîé çàâèñèìîñòüþ äëÿ äâóõñòîðîííåãî ïîêðûòèÿ [9]: � � � � � � �à c E c c c � �� � ��� 1 1 1 31( ) ( )( ) ,o o� (1) ãäå � à – ïðåäåëüíîå (ðàçðóøàþùåå) íàïðÿæåíèå êîìïîçèöèè; ��1( )î , Åî – ïðåäåë âûíîñëèâîñòè è ìîäóëü Þíãà îñíîâû; � � �( )( );� �î ï T T1 �o , �ï – êîýôôèöèåíòû òåìïåðàòóðíîãî ðàñøèðåíèÿ îñíîâû è ïîêðûòèÿ; T , T1 – ñîîòâåòñòâåííî òåìïåðàòóðà êðèñòàëëèçàöèè (ðàáî÷àÿ) è êîìíàòíàÿ; � 6h H ; h – òîëùèíà ïîêðûòèÿ; Í – òîëùèíà îñíîâû; ñ – ïàðàìåòð, â ïåðâîì ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2010, ¹ 6 67 Âëèÿíèå ïàðàìåòðîâ íàïûëåíèÿ è òîëùèíû ïîêðûòèé ... ïðèáëèæåíèè îïðåäåëÿåìûé êàê Å Åï î (Åï – ìîäóëü Þíãà êîìïàêòíîãî (ïðîìûøëåííîãî) ìàòåðèàëà ïîêðûòèÿ). Çàìåòèì, ÷òî ïðè âûâîäå (1) ó÷èòû- âàëîñü âëèÿíèå îñòàòî÷íûõ íàïðÿæåíèé â îñíîâå è ïîêðûòèè, çíà÷åíèÿ êîòîðûõ âûðàæåíû ÷åðåç ïàðàìåòðû �, h, H , Eï , Åî . Ñîãëàñíî (1) ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî, ïðèíÿâ õàðàêòåðèñòèêó Eï íåîïðå- äåëåííîé, ìîæíî ñ ïîìîùüþ ïàðàìåòðà ñ îöåíèòü èíòåãðàëüíîå âëèÿíèå 68 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2010, ¹ 6 À. Ã. Òðàïåçîí, Á. À. Ëÿøåíêî a á â Ðèñ. 1. Êðèâûå óñòàëîñòè òèòàíà ñ ïîêðûòèåì: à, á, â – òåõíîëîãèè 1, 2, 3 ñîîòâåòñòâåííî (à: 1, � – áåç ïîêðûòèÿ; 2,� – h 1ìêì; 3, � – h 6 ìêì; 4, � – h 12 ìêì; á: 1, � – h 15 ìêì; 2, � – h 12 ìêì; 3,� – h 10 ìêì; 4,� – h 1ìêì; â: 1,� – h 6 ìêì; 2,� – h 1ìêì). õèìèêî-ñòðóêòóðíûõ è ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèõ îñîáåííîñòåé ïîêðûòèÿ è ïåðå- õîäíîé çîíû, âûçâàííûõ óñëîâèÿìè îñàæäåíèÿ, íà � à .  ñâÿçè ñ ýòèì î÷åâèäíî, ÷òî â êàæäîì îòäåëüíîì ñëó÷àå ïàðàìåòð ñ ñëåäóåò îïðåäåëÿòü èñêëþ÷èòåëüíî íà èñõîäíûõ îáðàçöàõ èç òåõ ïàðòèé, êîòîðûå èñïîëüçîâàëèñü äëÿ ýêñïåðèìåíòàëüíîãî èçó÷åíèÿ âûíîñëèâîñòè. Íàèáîëåå öåëåñîîáðàçíî è êîððåêòíî îïðåäåëÿòü ïàðàìåòð ñ ðåçîíàíñíûì ìåòîäîì, ïîñêîëüêó õàðàêòåð è ïðèðîäà ñèëîâîãî öèêëè÷åñêîãî âîçäåéñòâèÿ íà êîìïîçèöèþ â ýòîì ñëó÷àå è ïðè ýêñïåðèìåíòàëüíîì îïðåäåëåíèè âûíîñëèâîñòè áóäóò ìàëî îòëè÷àòüñÿ, îñîáåííî ïðè ñîõðàíåíèè íåèçìåííûì íîìèíàëüíîãî óðîâíÿ ÷àñòîò íàãðó- æåíèÿ. Ïðè ðåçîíàíñíûõ èçãèáíûõ êîëåáàíèÿõ áàëêè-îáðàçöà áåç ïîêðûòèÿ ìîäóëü Þíãà ìàòåðèàëà îñíîâû âû÷èñëÿåòñÿ èç ñîîòíîøåíèÿ E l H o o o o o 4 � 12 2 4 2 � � � , (2) ãäå � �o �2 0f ; f 0 – ðåçîíàíñíàÿ ÷àñòîòà; lo , H – äëèíà è òîëùèíà îáðàçöà; �o – ÷àñòîòíûé ïàðàìåòð äëÿ äàííîé ôîðìû ñâîáîäíûõ êîëåáàíèé; �î – ïëîòíîñòü ìàòåðèàëà îñíîâû. Äëÿ îáðàçöîâ ñ äâóõñòîðîííèì ïîêðûòèåì äëèíîé l, òîëùèíîé h H�� , ìîäóëåì Þíãà Åï , ïëîòíîñòüþ �ï , ïîëàãàÿ ñâÿçü ïîêðûòèÿ ñ îñíîâîé àáñîëþòíî æåñòêîé, âìåñòî (2) íåîáõîäèìî ðàññìàòðèâàòü âûðàæåíèå, ïîëó- ÷åííîå ìåòîäîì ýêâèâàëåíòíûõ æåñòêîñòåé [10]: E H hE l H h H o ï î ï � 6 12 22 4 4 2 � � � � ( ) , (3) ãäå � ��2 f ; f – ðåçîíàíñíàÿ ÷àñòîòà èçãèáíûõ êîëåáàíèé îáðàçöà êîìïî- çèöèè; � – ÷àñòîòíûé ïàðàìåòð äëÿ ïðèíÿòîé ôîðìû ñâîáîäíûõ êîëåáàíèé. Ïîñêîëüêó â îáùåì ñëó÷àå Åï ìîæåò èçìåíÿòüñÿ ïî òîëùèíå ïîêðûòèÿ, ýòó õàðàêòåðèñòèêó (3) ñëåäóåò ïîëàãàòü óñðåäíåííîé. Èç (2) è (3) ïîñëå ïðèíÿòèÿ îáîçíà÷åíèé �6h H è ñ Å Å� ï î , ïðèäàâ âåëè÷èíå ñ ñìûñë îäíîèìåííîãî ïàðàìåòðà, âõîäÿùåãî â çàâèñèìîñòü (1), ïîëó÷èì ñîîòíîøå- íèå äëÿ åãî îïðåäåëåíèÿ. Ïðè ýòîì ïîä Åï , êàê îòìå÷åíî, áóäåì ïîäðàçóìå- âàòü íåêèé ýêâèâàëåíòíûé óñðåäíåííûé ìîäóëü óïðóãîñòè ïîêðûòèÿ è ïåðå- õîäíîé çîíû, èçìåíÿþùèéñÿ â çàâèñèìîñòè îò óñëîâèé îñàæäåíèÿ. Åñëè ïðè ýêñïåðèìåíòå îáåñïå÷èòü íåèçìåííîé ôîðìó êîëåáàíèé îáðàçöîâ ñ ïîêðû- òèåì è áåç ïîêðûòèÿ, òî ñëåäóåò ïîëîæèòü � �� î , è ïîýòîìó ôîðìóëó äëÿ âû÷èñëåíèÿ ñ çàïèøåì â âèäå ñ fl f l � � � � � � � � � � � ��� 2 2 2 1 3 1 î î ï î � � . (4) Äëÿ ïîâûøåíèÿ äîñòîâåðíîñòè îïðåäåëÿåìûõ ñ çàðàíåå îáåñïå÷èâàëè ðàâåíñòâî äëèí îáðàçöà l l� o , èñêëþ÷èâ èõ ýêñïåðèìåíòàëüíîå èçìåðåíèå, ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2010, ¹ 6 69 Âëèÿíèå ïàðàìåòðîâ íàïûëåíèÿ è òîëùèíû ïîêðûòèé ... âñëåäñòâèå ÷åãî òî÷íîñòü âû÷èñëåíèé ïî ôîðìóëå (4) áóäåò îïðåäåëÿòüñÿ òîëüêî òî÷íîñòüþ èçìåðåíèÿ ÷àñòîò f 0 è f , êîòîðàÿ â ñëó÷àå ïðèìåíåíèÿ ýëåêòðîííîãî ÷àñòîòîìåðà ÿâëÿåòñÿ âïîëíå äîñòàòî÷íîé. Âåëè÷èíà � �ï î3 ï î3 ( – óäåëüíûé âåñ), êàê ñëàáî âëèÿþùàÿ íà ðåçóëüòàòû âû÷èñëåíèé ïðè íåçíà÷èòåëüíûõ êîëåáàíèÿõ ï , ïðèíèìàëàñü ðàâíîé 0,407 íå çàâèñèìî îò óñëîâèé îñàæäåíèÿ, ó÷èòûâàÿ, ÷òî î � �4 5 10 6, êã/ìì 3 äëÿ ÂÒ1-0 è ï � �5 49 10 6, êã/ìì 3 äëÿ TiN [11]. Ðåçóëüòàòû èçìåðåíèé ÷àñòîò äëÿ êîíñîëü- íîãî çàêðåïëåíèÿ îáðàçöà, à òàêæå âû÷èñëåííûå âåëè÷èíû ñ ïðèâåäåíû â òàáëèöå. Òàì æå ïðåäñòàâëåíû � à , ðàññ÷èòàííûå ñîãëàñíî (1) ñ ïîìîùüþ íàéäåííûõ ñ. Ïðè ýòîì èñïîëüçîâàëè òàêèå ïàðàìåòðû: �î Ñ � �� �9 10 6 1 [11]; �ï 1Ñ � �� �6 6 10 6, [12]; Åî �1 037 105, ÌÏà, âû÷èñëåííîå ñîãëàñíî (2); � � � � �� T 1 2 10 3, . Ïîñëåäíÿÿ âåëè÷èíà ïîëó÷åíà ïðè íåèçìåííîì �T � �( )5 102 C ââèäó íåñóùåñòâåííîãî âëèÿíèÿ �T íà êîíå÷íûé ðåçóëüòàò ðàñ÷åòà ïðè äàííîì äèàïàçîíå òåìïåðàòóð Ò (òàáëèöà).  òàáëèöå ïðèâåäåíû òàêæå ðåçóëüòàòû ñîïîñòàâëåíèÿ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ��1 çíà÷åíèé ïðåäåëîâ âûíîñëèâîñòè ñ ðàñ÷åòíûìè � à , âûðàæåííûå â âèäå îòíîñèòåëüíîãî ïàðà- ìåòðà � � � � ��( ) %.1 1 100à Ñîïîñòàâëåíèå ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ, èõ îáñóæäåíèå è àíàëèç. Çíà÷åíèÿ ñ â çàâèñèìîñòè îò òîëùèíû ïîêðûòèÿ ïðè òðåõ âàðèàíòàõ òåõíî- ëîãèè íàïûëåíèÿ ïðåäñòàâëåíû íà ðèñ. 2. Âèäíî, ÷òî ïðè òîëùèíàõ äî ~ 6 ìêì è âûøå ~ 8 ìêì çàâèñèìîñòü c h( ) ÿâíî íåîäíîçíà÷íà, ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò, ïî-âèäèìîìó, î íåñòàáèëüíîñòè óñëîâèé îñàæäåíèÿ è ôîðìèðîâàíèÿ ñòðóê- òóðû, êîòîðûå, êàê ìîæíî ñóäèòü èç õîäà êðèâûõ, íåñîìíåííî, ÿâíî çàâèñÿò îò ïàðàìåòðîâ íàïûëåíèÿ. Î÷åâèäíî ïîýòîìó, ÷òî äëÿ âîñïðîèçâîäèìîñòè è ñòàáèëüíîñòè ñâîéñòâ ïîêðûòèé TiN, áîëåå-ìåíåå íå çàâèñÿùèõ îò òåõíî- ëîãèè íàïûëåíèÿ, íà ïðàêòèêå ñëåäóåò âûáèðàòü òàêîé äèàïàçîí òîëùèí, ïðè êîòîðîì çíà÷åíèÿ ñ áóäóò íå î÷åíü ñèëüíî ðàçëè÷àòüñÿ ìåæäó ñîáîé.  äàííîì ñëó÷àå íåîáõîäèìî îãðàíè÷èòüñÿ òîëùèíàìè h * (6...8) ìêì (ðèñ. 2). Ýòîò äèàïàçîí ñ òî÷êè çðåíèÿ óñòîé÷èâîñòè ïðåäïîëàãàåìûõ ñâîéñòâ ïîêðûòèÿ, îòîáðàæåíèåì êîòîðûõ ÿâëÿåòñÿ ñ, ïðàêòè÷åñêè ãàðàíòèðóåò èõ ñòàáèëüíîñòü è, êàê ñëåäñòâèå, äîëæåí îáåñïå÷èâàòü îïðåäåëåííóþ íåçàâè- ñèìîñòü ïðåäåëà âûíîñëèâîñòè îò âûøåïðèâåäåííûõ âîçìîæíûõ âàðèàöèé òåõíîëîãèè. 70 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2010, ¹ 6 À. Ã. Òðàïåçîí, Á. À. Ëÿøåíêî Ðèñ. 2. Çàâèñèìîñòü õàðàêòåðèñòèêè ñ îò òîëùèíû ïîêðûòèÿ h: 1, � – òåõíîëîãèÿ 1; 2, � – òåõíîëîãèÿ 2; 3, � – òåõíîëîãèÿ 3. Èç ðèñ. 3, ãäå ïðåäñòàâëåíà çàâèñèìîñòü îòíîñèòåëüíûõ çíà÷åíèé ïðåäå- ëîâ âûíîñëèâîñòè � �� �1 1( )î îò òîëùèíû ïîêðûòèÿ h, âèäíî, ÷òî ïðè óêà- çàííîì äèàïàçîíå h * çíà÷åíèÿ öèêëè÷åñêîé ïðî÷íîñòè äîëæíû áûòü íåñêîëü- êî ìåíüøå, ÷åì ïðè íåêîòîðûõ òîëùèíàõ âíå ýòîãî äèàïàçîíà. Îäíàêî, êàê îòìå÷àëîñü âûøå, öèêëè÷åñêàÿ ïðî÷íîñòü äîëæíà îñòàâàòüñÿ ñòàáèëüíî óñòîé- ÷èâîé. Óñòàíîâëåííûé îïòèìóì h * ÿâëÿåòñÿ îðèåíòèðîâî÷íûì, òàê êàê â ñèëó âïîëíå âåðîÿòíûõ íåòî÷íîñòåé â èäåíòèôèêàöèè òåõíîëîãè÷åñêèõ ïàðà- ìåòðîâ íàïûëåíèÿ, â òîì ÷èñëå è òîëùèí, ââîäèìûõ â ðàñ÷åò [13], âîçìîæíî åãî ðàñøèðåíèå èëè ñóæåíèå ñî ñäâèãîì â òó èëè èíóþ ñòîðîíó. Óòî÷íåíèå h * âîçìîæíî òàêæå â ðåçóëüòàòå ðàñøèðåíèÿ íàáîðà ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ. Ïîëó÷åííîå (ýêñïåðèìåíòàëüíî) ñóùåñòâåííîå èçìåíåíèå ñ ïðè èçìåíåíèè òîëùèíû ïîêðûòèÿ â ïåðâîì ñëó÷àå (íà ðèñ. 2 êðèâûå 2, 3) è ïðàêòè÷åñêè íåèçìåííîñòü ýòîé õàðàêòåðèñòèêè âî âòîðîì (êðèâàÿ 1) ìîæíî îáúÿñíèòü, êàê óêàçûâàëîñü âûøå, ðàçëè÷íûìè óñëîâèÿìè îñàæäåíèÿ. Ìîæíî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî â ïåðâîì ñëó÷àå â íà÷àëå ïðîöåññà îáðàçóåòñÿ ñâåðõ- òîíêèé âûñîêîìîäóëüíûé ìåæôàçíûé ñëîé âñëåäñòâèå, íàïðèìåð, äèôôóçè- îííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ ïîêðûòèÿ ñ îñíîâíûì ìåòàëëîì, à òàêæå ñ ïîïóòíî îáðàçîâàâøèìèñÿ ìèêðîñòðóêòóðíûìè ñîåäèíåíèÿìè íà îñíîâå îñòàòî÷íûõ ãàçîâ ðàçëè÷íîé ïðèðîäû. Ýòîò ñëîé ìîæåò ñîäåðæàòü òàêæå íåîïðåäåëåííîå êîëè÷åñòâî ôðàêöèé TixN, ñâîéñòâà êîòîðûõ îòëè÷àþòñÿ îò TiN. Ïîñëå ôîð- ìèðîâàíèÿ ñòðóêòóðû ìåæôàçíîãî ñëîÿ ôîðìèðîâàíèå îñíîâíîãî ïîêðûòèÿ áóäåò ïðîèñõîäèòü â óñëîâèÿõ, çàäàííûõ âûáðàííîé òåõíîëîãèåé, è åãî ñâîé- ñòâà óæå íå äîëæíû ñóùåñòâåííî çàâèñåòü îò èçìåíåíèÿ (óâåëè÷åíèÿ) òîëùè- íû ïîêðûòèÿ. Åñëè òîëùèíà âûñîêîìîäóëüíîãî ñëîÿ S , à òîëùèíà ïîêðûòèÿ h, òî ñîãëàñíî ïðàâèëó ñìåñè äëÿ ýêâèâàëåíòíîãî ìîäóëÿ óïðóãîñòè ïîëó÷èì Å Å h E S h SSýêâ ï ( ) ( ). (5) Ïîñêîëüêó ïî óñëîâèþ èìååì c Å Å ýêâ î , ñ ïîìîùüþ (5) è íàéäåííûõ èç ýêñïåðèìåíòà çíà÷åíèé ñ ìîæíî ïðîâåðèòü ñïðàâåäëèâîñòü èçëîæåííîé ñõå- ìû ôîðìèðîâàíèÿ ïîêðûòèÿ, óñòàíîâèâ ñâÿçü ìåæäó ñ è h. Çàìåíèâ â (5) h âûðàæåíèåì h S� , òàê êàê òîëüêî ýòà ÷àñòü îáùåé òîëùèíû ñîîòâåòñòâóåò ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2010, ¹ 6 71 Âëèÿíèå ïàðàìåòðîâ íàïûëåíèÿ è òîëùèíû ïîêðûòèé ... Ðèñ. 3. Çàâèñèìîñòü îòíîøåíèÿ � �� �1 1( )î îò òîëùèíû ïîêðûòèÿ h: 1,� – òåõíîëîãèÿ 1; 2,� – òåõíîëîãèÿ 2; 3, � – òåõíîëîãèÿ 3. Åï , ïîëó÷èì ñîîòíîøåíèå ñÅ Å S h E ESî ï ï �( )( ). Ïîëàãàÿ, ñîãëàñíî äàííûì òàáëèöû (ïîêðûòèÿ ¹ 5–8) è êðèâîé 2 (ðèñ. 2), ñ 4,35; 1,65; 1,54; 1,52 è ñîîòâåòñòâåííî h 1; 10; 12; 15 ìêì ïðè Åî �1 037 104, ÌÏà, ïðèõîäèì ê ñèñòåìå óðàâíåíèé Å S SESï ( ) , ;1 4 511 0� � 12 599 9 0, ;� Eï 14 653, � � 11 0Åï ; 19 129 14 0, .� Åï Èç ïîñëåäíèõ òðåõ óðàâíåíèé, îòâå÷àþùèõ h 10; 12; 15 ìêì, ïîëó÷èì ñîîòâåòñòâåííî Åï �( , ; , ; , )1 4 1 332 1 37 104 ÌÏà, ò.å. â ñðåäíåì íå çàâèñèìî îò òîëùèíû ïîêðûòèÿ èìååì Åï �1 37 104, ÌÏà. Èç ïåðâîãî óðàâíåíèÿ ïðè íàéäåííîì Åï ïîëó÷èì â çàâèñèìîñòè îò S çíà÷å- íèÿ ES . Òàê, åñëè S 0,1; 0,5; 1,0 ìêì, òî ES �( , ; , ; , )32 807 7 655 4 511 104 ÌÏà. Î÷åâèäíî, ÷òî äëÿ ýòîãî ñëó÷àÿ (íà ðèñ. 2 êðèâàÿ 1) óñëîâèÿ îñàæ- äåíèÿ òàêîâû, ÷òî Å ÅSï , è ïîýòîìó â ñðåäíåì èìååì Å ñÅï î �2 92 104, ÌÏà äëÿ âñåõ òîëùèí h 1; 6; 12 ìêì.  òðåòüåì ñëó÷àå (íà ðèñ. 2 êðèâàÿ 3) àíàëîãè÷íî èç ñèñòåìû Å S SESï ( ) , ;1 3 2458 0� � 12 3092, � � 5 0Eï ïîëó÷èì Åï �2 462 104, ÌÏà è ïðè S 0,1; 0,5; 1,0 ìêì – ñîîò- âåòñòâåííî ÅS �( , ; , ; , )10 3 4 03 3 25 104 ÌÏà. Ðåçóëüòàòû âû÷èñëåíèé ñâèäå- òåëüñòâóþò î ïðàâîìåðíîñòè ïðåäëîæåííîé ñõåìû ôîðìèðîâàíèÿ ïîêðûòèÿ, îäíàêî ïðîèçâîëüíûé âûáîð S ïðèâîäèò ê íåñîïîñòàâèìûì (â ðàìêàõ ïðèíÿ- òîé òåõíîëîãèè) çíà÷åíèÿì ES . Ýòî îáñòîÿòåëüñòâî, â ÷àñòíîñòè, ïîäòâåðæ- äàåò ïðèíÿòîå â ðàáîòå ïðåäïîëîæåíèå î íåïðèãîäíîñòè â îáùåì ñëó÷àå ñîîòíîøåíèé àääèòèâíîñòè òèïà (3) èëè (5) äëÿ ïðÿìîãî îïðåäåëåíèÿ ìîäóëÿ óïðóãîñòè ïîêðûòèÿ Åï ïðè h H�� , ïîñêîëüêó ýòèì ìåòîäîì çäåñü íå- ïîñðåäñòâåííî îïðåäåëÿþòñÿ íå Åï , à Åýêâ, çàâèñÿùèå, êàê ïîêàçàíî âûøå, îò íåîïðåäåëåííîé ñîñòàâëÿþùåé ÅS . Ïîñëåäíÿÿ õàðàêòåðèñòèêà ìîæåò áûòü îïðåäåëåíà, åñëè èäåíòèôèöèðîâàòü òîëùèíó ìåæôàçíîãî ñëîÿ S . Ïðåäëî- æåííàÿ ìîäåëü ïîêðûòèÿ íå èñêëþ÷àåò, êàê ýòî ñëåäóåò èç âû÷èñëåíèé, íàëè÷èå âûñîêîìîäóëüíîãî ìåæôàçíîãî ñëîÿ, ÷òî, íåñìîòðÿ íà ãèïîòåòè÷åñêè âîçìîæíûå ñâåðõâûñîêèå çíà÷åíèÿ ES , íàïðèìåð 32 8 104, � ÌÏà, ïîçâîëÿåò ïîäîéòè ê îöåíêå è îáúÿñíåíèþ ïîâûøåííûõ çíà÷åíèé ��1 ïðè h 1 ìêì äëÿ ïîêðûòèé ¹ 5 è 9 (òàáëèöà). Ðàçëè÷èå ìåæäó ýêñïåðèìåíòàëüíûìè ��1 è ðàñ÷åòíûìè � à çíà÷åíèÿìè â ýòèõ ñëó÷àÿõ ñðàâíèòåëüíî âåëèêî: ñîîò- âåòñòâåííî � 10 6, è 8,7%, ÷òî, ïî-âèäèìîìó, ñâèäåòåëüñòâóåò î íåêîòîðîì íåñîâåðøåíñòâå ðàñ÷åòíîé çàâèñèìîñòè (1), íå ó÷èòûâàþùåé, â ÷àñòíîñòè, ýôôåêòîâ, ñâÿçàííûõ ñ ðàñïðîñòðàíåíèåì òðåùèí â êîìïîçèöèè. Çàâèñèìîñòü (1) ïîñòðîåíà èñõîäÿ èç óñëîâèÿ íà÷àëà òðåùèíîîáðàçî- âàíèÿ â îñíîâå [9], ò.å. â ïðåäïîëîæåíèè, ÷òî ñ ìîìåíòà ïîÿâëåíèÿ óñòà- ëîñòíîé òðåùèíû â îñíîâíîì ìàòåðèàëå (ïðè íàïðÿæåíèÿõ ��1( )î ) öèêëè- ÷åñêàÿ äîëãîâå÷íîñòü êîìïîçèöèè â öåëîì äîëæíà îïðåäåëÿòüñÿ óïðóãèìè ñâîéñòâàìè ýëåìåíòîâ îñíîâû è ïîêðûòèÿ è èõ ðàçìåðàìè.  äåéñòâèòåëü- íîñòè äîëãîâå÷íîñòü ïîñëå ïîÿâëåíèÿ òðåùèíû çàâèñèò òàêæå îò îñîáåí- íîñòåé ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïîñëåäíåé, â ÷àñòíîñòè îò ñêîðîñòè ðàçâèòèÿ ñ âîçìîæíûì òîðìîæåíèåì èëè îñòàíîâêîé. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå äàííûå äëÿ îáðàçöîâ ñ ïîêðûòèÿìè ÿâëÿþòñÿ ðåçóëüòèðóþùèì îòîáðàæåíèåì êîìïëåêñà ðåàëüíûõ ôàêòîðîâ, âëèÿþùèõ íà äîëãîâå÷íîñòü, ïîñêîëüêó ïðåäåëû âûíîñ- ëèâîñòè ��1 (òàáëèöà) ïîëó÷åíû ïî îêîí÷àòåëüíîìó ðàçðóøåíèþ êîìïîçè- öèè, ò.å. ñ ó÷åòîì êèíåòèêè ïðîöåññà. 72 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2010, ¹ 6 À. Ã. Òðàïåçîí, Á. À. Ëÿøåíêî Îäíà èç îñíîâíûõ ñõåì òîðìîæåíèÿ, èëè îñòàíîâêè óñòàëîñòíûõ òðåùèí ñâÿçàíà ñ óïðî÷íåíèåì ìàòåðèàëà ó âåðøèíû òðåùèíû ïðè åå ðàçâèòèè [14]. Î÷åâèäíî, ÷òî ýòîé ñõåìå ñîîòâåòñòâóåò òàêæå íàëè÷èå ó âåðøèíû òðåùèíû ñëîÿ ïîâûøåííîé ïðî÷íîñòè èëè, êàê â íàøåì ñëó÷àå, ïîêðûòèÿ [15]. Ñ÷èòà- åòñÿ äîêàçàííûì, ÷òî ïðåîäîëåíèå òðåùèíîé óïðî÷íåííîé çîíû ó åå âåðøè- íû âîçìîæíî òîëüêî ïðè óâåëè÷åíèè óðîâíÿ öèêëè÷åñêèõ íàïðÿæåíèé, ïî- ýòîìó ��1 äîëæíî âîçðàñòè [14, 15]. Èç äàííûõ òàáëèöû ñëåäóåò, ÷òî áîëüøèíñòâî ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ðåçóëüòàòîâ ïî îïðåäåëåíèþ ��1 óäîâëå- òâîðèòåëüíî ñîãëàñóþòñÿ ñ ðàñ÷åòíûìè çíà÷åíèÿìè � à , êðîìå òåõ, êîòîðûå ñîîòâåòñòâóþò ïîêðûòèÿì ¹ 5 è 9 ïðè h 1 ìêì. ×òîáû îöåíèòü ïðî÷íîñòü ïîêðûòèé â çàâèñèìîñòè îò èõ òîëùèíû ñ èñïîëüçîâàíèåì äàííûõ ïðîâåäåííûõ ýêñïåðèìåíòîâ, îïðåäåëèì íàïðÿæåíèÿ � ï , äåéñòâóþùèå â ïîêðûòèè ïðè íàïðÿæåíèÿõ �� 1 265( )î ÌÏà è ��1, ïðèâåäåííûõ â òàáëèöå. Çàâèñèìîñòü (1), êàê íåòðóäíî óáåäèòüñÿ, ýêâèâà- ëåíòíà ñîîòíîøåíèþ � �� � � � �� 1 3 1( ) ( ) ( ),î ï î�Å ñ ñ à ïîýòîìó, çà- ìåíèâ â íåì � à âåëè÷èíîé ��1, ïîëó÷èì äëÿ ïîêðûòèé ¹ 5 è 6 ïðè h 1 è 10 ìêì ñîîòâåòñòâåííî � ï 3629 6, è 527,5 ÌÏà, à äëÿ ïîêðûòèé ¹ 9 è 10 ïðè h 1 è 6 ìêì – � ï 2835 5, è 509,6 ÌÏà. Êàê âèäíî, ïðè h 1 ìêì íàïðÿæåíèÿ â ïîêðûòèè � ï ïðè ñîîòâåòñòâóþùèõ óðîâíÿõ ðàçðóøàþùèõ íàïðÿæåíèé, à èìåííî ïðè �� 1 307 è 297 ÌÏà (òàáëèöà) ñóùåñòâåííî (íà ïîðÿäîê) âûøå, ÷åì â äðóãèõ ñëó÷àÿõ, ïîýòîìó ïîêðûòèÿ íåèçáåæíî äîëæíû ÿâëÿòüñÿ ñàìîñòîÿòåëüíûì óïðî÷íèòåëåì êîìïîçèöèè è âñëåäñòâèå ýòîãî äîñòàòî÷íî ýôôåêòèâíûì áàðüåðîì íà ïóòè ðàçâèòèÿ òðåùèí óñòàëîñòè. Ó÷èòûâàÿ èçëîæåííîå, îñîáûé èíòåðåñ ïðåäñòàâëÿåò ïðèíöèïèàëüíàÿ âîçìîæíîñòü ïóòåì âàðèàöèè ïàðàìåòðîâ íàïûëåíèÿ ïîâûñèòü ïðåäåë âûíîñ- ëèâîñòè � à äî âåñüìà âûñîêèõ çíà÷åíèé ïðè òîëùèíàõ ïîêðûòèé ïîðÿäêà (1-2) ìêì è ìåíåå, ÷òî âèäíî, íàïðèìåð, èç õàðàêòåðà ëåâîé ÷àñòè êðèâîé 2 íà ðèñ. 2. Òàêàÿ âîçìîæíîñòü ñëåäóåò, êðîìå òîãî, èç ïîäòâåðæäåííîãî ìíîãèìè èññëåäîâàíèÿìè òîíêîïëåíî÷íûõ ìàòåðèàëîâ [3] ýôôåêòà óâåëè- ÷åíèÿ ïðî÷íîñòè ïðè ñâåðõìàëûõ òîëùèíàõ. Îáúÿñíåíèÿ ýòîãî ÿâëåíèÿ ðàç- íûìè èññëåäîâàòåëÿìè â èòîãå ñâîäÿòñÿ ê òîìó, ÷òî â äàííîì ñëó÷àå íàáëþ- äàåòñÿ ñáëèæåíèå òåîðåòè÷åñêîé è òåõíè÷åñêîé ïðî÷íîñòè âñëåäñòâèå ðåàëü- íîãî ñîçäàíèÿ ìàëîäåôåêòíûõ ñòðóêòóð â òîíêîïëåíî÷íûõ ìàòåðèàëàõ. Ñîãëàñ- íî îñíîâíîìó ïîñòóëàòó ñòàòèñòè÷åñêîé òåîðèè ìàñøòàáíîãî ýôôåêòà, ïðåä- ïîëàãàåòñÿ íàëè÷èå â îáðàçöàõ äåôåêòîâ, ðàñïðåäåëåííûõ ïî èõ îáúåìó. Èìåííî íàëè÷èåì ìàëîðàçìåðíûõ äåôåêòîâ îáúÿñíÿåòñÿ ïîâûøåíèå ïðî÷- íîñòè ñ óìåíüøåíèåì ñå÷åíèÿ îáðàçöà, òàê êàê ðàçìåð äåôåêòà íå ìîæåò áûòü áîëüøå òîëùèíû èëè äèàìåòðà ïîñëåäíåãî. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, ñ óâåëè÷åíèåì òîëùèíû (äèàìåòðà) îáðàçöà âîçðàñòàåò âåðîÿòíîñòü íàëè÷èÿ â íåì äåôåêòîâ äîñòàòî÷íî áîëüøèõ ðàçìåðîâ, ñ ÷åì è ñâÿçàíî óìåíüøåíèå ïðî÷íîñòè. Òàêèì îáðàçîì, â ñîîòâåòñòâèè ñ îòìå÷åííûìè ñîîáðàæåíèÿìè è ïðèâå- äåííûìè ýêñïåðèìåíòàëüíûìè äàííûìè óñòàëîñòíàÿ ïðî÷íîñòü ïîêðûòèé ìî- æåò áûòü óâåëè÷åíà çà ñ÷åò óìåíüøåíèÿ èõ òîëùèíû h, âñëåäñòâèå ÷åãî äîëæíû ïîâûñèòüñÿ õàðàêòåðèñòèêè âûíîñëèâîñòè êîìïîçèöèè � à . Íà ïðàê- òèêå ðåàëüíûì ïðåïÿòñòâèåì äëÿ îæèäàåìîãî ïîâûøåíèÿ � à ìîæåò îêà- çàòüñÿ âîçðàñòàþùàÿ ñî çíà÷èòåëüíûì óìåíüøåíèåì h âåðîÿòíîñòü ïîÿâëå- íèÿ íåñïëîøíîñòåé è ïðåðûâèñòîé ñòðóêòóðû êàê ïðîöåññà, ïðîòèâîïîëîæ- ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2010, ¹ 6 73 Âëèÿíèå ïàðàìåòðîâ íàïûëåíèÿ è òîëùèíû ïîêðûòèé ... íîãî óïðî÷íåíèþ çà ñ÷åò óìåíüøåíèÿ h. Ïðè÷èíîé âîçíèêíîâåíèÿ îòìå- ÷åííûõ äåôåêòîâ ìîãóò áûòü: íåäîñòàòî÷íîå âíèìàíèå ê êîíòðîëþ çà óñëî- âèÿìè íàïûëåíèÿ; íåýôôåêòèâíîñòü êîíòðîëÿ òîëùèíû h; ñàìîïðîèçâîëüíîå ðàçðóøåíèå ïîêðûòèÿ âñëåäñòâèå ïîâûøåíèÿ óðîâíÿ îñòàòî÷íûõ íàïðÿæåíèé â íåì. Ýòè è íåêîòîðûå äðóãèå ïðè÷èíû, ñâÿçàííûå ñ òðóäíîêîíòðîëèðó- åìûìè òåõíîëîãè÷åñêèìè ïðîöåññàìè, ìîãóò ïðèâåñòè ê ïðîòèâîïîëîæíîìó ðåçóëüòàòó: âìåñòî ïîâûøåíèÿ � à ê íåîæèäàííîìó åãî óìåíüøåíèþ äî çíà÷åíèé, ðàâíûõ èëè íèæå õàðàêòåðèñòèê âûíîñëèâîñòè îñíîâû ��1( )î , íà ÷òî óæå îáðàùàëîñü âíèìàíèå ðàíåå, íàïðèìåð, â ðàáîòå [16]. Î÷åâèäíî òàêæå, ÷òî çíà÷èòåëüíîå óìåíüøåíèå h íåöåëåñîîáðàçíî íå òîëüêî âñëåä- ñòâèå âîçìîæíîé íåñòàáèëüíîñòè è íåâîñïðîèçâîäèìîñòè òðåáóåìûõ ñâîéñòâ èç-çà íåñîâåðøåíñòâà òåõíîëîãèè, íî è âûñîêîé âåðîÿòíîñòè íåîáðàòèìûõ âíåøíèõ ïîâðåæäåíèé, êîòîðûå ìîãóò ñâåñòè íà íåò îæèäàåìîå ïðåèìó- ùåñòâî ñâåðõìàëûõ òîëùèí h è, êàê ñëåäñòâèå, ïðè ýêñïëóàòàöèè ïîíèçèòü � à äî íåäîïóñòèìûõ óðîâíåé. Òàêèì îáðàçîì, ìîæíî çàêëþ÷èòü, ÷òî ïîëî- æèòåëüíûé ýôôåêò ñâåðõòîíêèõ ïîêðûòèé ìîæåò áûòü ðåàëèçîâàí è èìåòü ïðèêëàäíîå çíà÷åíèå, ïî-âèäèìîìó, ïðåæäå âñåãî â ìíîãîñëîéíûõ ïîêðûòèÿõ è êîìïîçèöèÿõ.  û â î ä û 1. Ïîñòðîåíû êðèâûå óñòàëîñòè òåõíè÷åñêîãî òèòàíà ñ TiN-ïîêðûòèåì â çàâèñèìîñòè îò óñëîâèé îñàæäåíèÿ è òîëùèíû ïîêðûòèÿ. 2. Ïîêàçàíî, ÷òî âî âñåõ èññëåäîâàííûõ ñëó÷àÿõ TiN-ïîêðûòèÿ ïîâû- øàþò ñîïðîòèâëåíèå óñòàëîñòè êîìïîçèöèè îñíîâà–ïîêðûòèå. 3. Óñòàíîâëåí îïòèìàëüíûé äèàïàçîí òîëùèí ïîêðûòèÿ, ïðè êîòîðîì èçìåíåíèå óñëîâèé îñàæäåíèÿ ìàëî âëèÿåò íà óðîâåíü âûíîñëèâîñòè êîìïî- çèöèè. 4. Îòìå÷åíî óäîâëåòâîðèòåëüíîå ñîãëàñîâàíèå ìåæäó ýêñïåðèìåíòàëü- íûìè è ðàñ÷åòíûìè çíà÷åíèÿìè ïðåäåëîâ âûíîñëèâîñòè ñèñòåìû îñíîâà– ïîêðûòèå, ÷òî îáîñíîâûâàåò è ïîäòâåðæäàåò ðàáîòîñïîñîáíîñòü ðàíåå ïðåä- ëîæåííîé ðàñ÷åòíîé ìîäåëè. 5. Îáñóæäåíà è ïîäòâåðæäåíà ïðèíöèïèàëüíàÿ âîçìîæíîñòü ñóùåñòâåí- íîãî ïîâûøåíèÿ ñîïðîòèâëåíèÿ óñòàëîñòè â ñëó÷àå ôîðìèðîâàíèÿ ñâåðõ- òîíêèõ ïîêðûòèé ïðè âïîëíå îïðåäåëåííûõ óñëîâèÿõ èõ îñàæäåíèÿ. Ð å ç þ ì å Äîñë³äæåíî âïëèâ âàêóóì-ïëàçìîâèõ ïîêðèòò³â ³ç í³òðèäó òèòàíó TiN íà îï³ð âòîì³ òèòàíó ÂÒ1-0 â çàëåæíîñò³ â³ä ïàðàìåòð³â íàïèëåííÿ òà òîâùèíè ïîêðèòò³â. Ïðîàíàë³çîâàíî îòðèìàí³ ðåçóëüòàòè ç ìåòîþ íåîáõ³äíîñò³ ï³äâè- ùåííÿ ãðàíèö³ âèòðèâàëîñò³ êîìïîçèö³¿ îñíîâà–ïîêðèòòÿ. Ïîêàçàíî, ùî ó âñ³õ äîñë³äæåíèõ âèïàäêàõ TiN-ïîêðèòòÿ ï³äâèùóþòü îï³ð âòîì³. Óñòàíîâëå- íî îïòèìàëüíèé ä³àïàçîí òîâùèí ïîêðèòòÿ, çà ÿêîãî çì³íà óìîâ îñàäæåííÿ ìàëî âïëèâຠíà ð³âåíü âèòðèâàëîñò³. ³äì³÷åíî çàäîâ³ëüíå óçãîäæåííÿ ì³æ åêñïåðèìåíòàëüíèìè òà ðîçðàõóíêîâèìè çíà÷åííÿìè ãðàíèöü âèòðèâàëîñò³, ÿê³ îòðèìàíî çà äîïîìîãîþ ðàí³øå çàïðîïîíîâàíî¿ ðîçðàõóíêîâî¿ ìîäåë³. 74 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2010, ¹ 6 À. Ã. Òðàïåçîí, Á. À. Ëÿøåíêî Îáãîâîðåíî ³ ï³äòâåðäæåíî ïðèíöèïîâó ìîæëèâ³ñòü ñóòòºâîãî ï³äâèùåííÿ îïîðó âòîì³ ó âèïàäêó ôîðìóâàííÿ íàäòîíêèõ ïîêðèòò³â ïðè ö³ëêîì âèçíà- ÷åíèõ óìîâàõ ¿õ íàïèëåííÿ. 1. Áëèíîâ Â. Í., Áîãîìîëîâ Â. Ã., Ëàòûøåâ À. Å. Îïûòíàÿ óñòàíîâêà äëÿ èîííîé öåìåíòàöèè ñòàëè // Ìåòàëëîâåäåíèå è òåðì. îáðàá. ìåòàëëîâ. – 1982. – ¹ 1. – Ñ. 32 – 33. 2. Áÿêîâà À. Â., Ãîðáà÷ Â. Ã., Âëàñîâ À. À. Ñòðóêòóðíûå àñïåêòû ïîâûøåíèÿ ðàáîòîñïîñîáíîñòè ïîêðûòèé èç âûñîêîïðî÷íûõ ìàòåðèàëîâ // Ïðîáë. ïðî÷íîñòè. – 1993. – ¹ 9. – Ñ. 48 – 55. 3. Èëüèíñêèé À. È. Ñòðóêòóðà è ïðî÷íîñòü ñëîèñòûõ è äèñïåðñíîóïðî÷- íåííûõ ïëåíîê. – Ì.: Ìåòàëëóðãèÿ, 1986. – 142 ñ. 4. Ãëèíêà Í. Ë. Îáùàÿ õèìèÿ. – Ì.: Ãîñòåõèçäàò, 1958. – 732 ñ. 5. Óñòàëîñòíûå èñïûòàíèÿ íà âûñîêèõ ÷àñòîòàõ íàãðóæåíèÿ / Ïîä ðåä. Â. À. Êóçüìåíêî. – Êèåâ: Íàóê. äóìêà, 1979. – 336 ñ. 6. Òðàïåçîí Ê. À. Ìåòîä ñèììåòðèé ïðè ðàñ÷åòå è ïðîåêòèðîâàíèè àêóñòè- ÷åñêèõ êîíöåíòðàòîðîâ // Àêóñò. âåñòí. – 2006. – 9, ¹ 4. – Ñ. 50 – 55. 7. Òðàïåçîí À. Ã. Ê ìåòîäèêå èñïûòàíèé íà óñòàëîñòü òîíêîëèñòîâûõ ìàòåðèàëîâ ïðè ïëîñêîì èçãèáå íà âûñîêèõ ÷àñòîòàõ íàãðóæåíèÿ // Ïðîáë. ïðî÷íîñòè. – 1977. – ¹ 3. – Ñ. 38 – 41. 8. Òðàïåçîí À. Ã. Ðàñ÷åò óïðóãèõ ýëåìåíòîâ ïðè ðåçîíàíñíûõ óñòàëîñòíûõ èñïûòàíèÿõ. – Êèåâ: Íàóê. äóìêà, 1983. – 96 ñ. 9. Òðàïåçîí À. Ã. Ê ìåòîäèêå óñêîðåííîé îöåíêè óñòàëîñòè ìåòàëëîâ ñ óïðî÷íÿþùèìè ïîêðûòèÿìè // Ïðîáë. ïðî÷íîñòè. – 2009. – ¹ 2. – Ñ. 79 – 90. 10. Òèìîøåíêî Ñ. Ï. Ñîïðîòèâëåíèå ìàòåðèàëîâ. Ò. 1. – Ì.: Ôèçìàòãèç, 1960. – 379 ñ. 11. Ñîïðîòèâëåíèå ìàòåðèàëîâ äåôîðìèðîâàíèþ è ðàçðóøåíèþ. Ñïðàâî÷íîå ïîñîáèå. Ò. 1 / Ïîä ðåä. Â. Ò. Òðîùåíêî. – Êèåâ: Íàóê. äóìêà, 1994. – 288 ñ. 12. Ñîëîìèí Í. Â. Âûñîêîòåìïåðàòóðíàÿ óñòîé÷èâîñòü ìàòåðèàëîâ è ýëåìåí- òîâ êîíñòðóêöèé. – Ì.: Ìàøèíîñòðîåíèå, 1980. – 128 ñ. 13. Òðàïåçîí À. Ã. Ìåòîäîëîãè÷åñêèå ïðîáëåìû ïðè èññëåäîâàíèè òîíêî- ïëåíî÷íûõ óïðî÷íÿþùèõ ïîêðûòèé // Ïðîáë. ïðî÷íîñòè. – 2007. – ¹ 2. – Ñ. 99 – 112. 14. Êóäðÿâöåâ Ï. È. Íåðàñïðîñòðàíÿþùèåñÿ óñòàëîñòíûå òðåùèíû. – Ì.: Ìàøèíîñòðîåíèå, 1982. – 174 ñ. 15. Ìèêëÿåâ Ï. Ã., Íåøïîð Ã. Ñ., Êóäðÿøîâ Â. Ã. Êèíåòèêà ðàçðóøåíèÿ. – Ì.: Ìåòàëëóðãèÿ, 1979. – 279 ñ. 16. Ìîâ÷àí Á. À., Ëóãîâñêîé Þ. Ô., Ãðå÷àíþê Í. È. è äð. Ìåõàíè÷åñêèå ñâîéñòâà êîíäåíñèðîâàííûõ ìàòåðèàëîâ Fe–Cu ïðè öèêëè÷åñêîì íàãðó- æåíèè // Ïðîáë. ñïåö. ýëåêòðîìåòàëëóðãèè. – 1987. – ¹ 3. – Ñ. 36 – 41. Ïîñòóïèëà 21. 01. 2009 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2010, ¹ 6 75 Âëèÿíèå ïàðàìåòðîâ íàïûëåíèÿ è òîëùèíû ïîêðûòèé ... << /ASCII85EncodePages false /AllowTransparency false /AutoPositionEPSFiles true /AutoRotatePages /All /Binding /Left /CalGrayProfile (Dot Gain 20%) /CalRGBProfile (sRGB IEC61966-2.1) /CalCMYKProfile (U.S. Web Coated \050SWOP\051 v2) /sRGBProfile (sRGB IEC61966-2.1) /CannotEmbedFontPolicy /Warning /CompatibilityLevel 1.4 /CompressObjects /Tags /CompressPages true /ConvertImagesToIndexed true /PassThroughJPEGImages true /CreateJDFFile false /CreateJobTicket false /DefaultRenderingIntent /Default /DetectBlends true /DetectCurves 0.0000 /ColorConversionStrategy /LeaveColorUnchanged /DoThumbnails false /EmbedAllFonts true /EmbedOpenType false /ParseICCProfilesInComments true /EmbedJobOptions true /DSCReportingLevel 0 /EmitDSCWarnings false /EndPage -1 /ImageMemory 1048576 /LockDistillerParams false /MaxSubsetPct 100 /Optimize true /OPM 1 /ParseDSCComments true /ParseDSCCommentsForDocInfo true /PreserveCopyPage true /PreserveDICMYKValues true /PreserveEPSInfo true /PreserveFlatness true /PreserveHalftoneInfo false /PreserveOPIComments false /PreserveOverprintSettings true /StartPage 1 /SubsetFonts true /TransferFunctionInfo /Apply /UCRandBGInfo /Preserve /UsePrologue false /ColorSettingsFile () /AlwaysEmbed [ true ] /NeverEmbed [ true ] /AntiAliasColorImages false /CropColorImages true /ColorImageMinResolution 300 /ColorImageMinResolutionPolicy /OK /DownsampleColorImages true /ColorImageDownsampleType /Bicubic /ColorImageResolution 300 /ColorImageDepth -1 /ColorImageMinDownsampleDepth 1 /ColorImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeColorImages true /ColorImageFilter /DCTEncode /AutoFilterColorImages true /ColorImageAutoFilterStrategy /JPEG /ColorACSImageDict << /QFactor 0.15 /HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1] >> /ColorImageDict << /QFactor 0.15 /HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1] >> /JPEG2000ColorACSImageDict << /TileWidth 256 /TileHeight 256 /Quality 30 >> /JPEG2000ColorImageDict << /TileWidth 256 /TileHeight 256 /Quality 30 >> /AntiAliasGrayImages false /CropGrayImages true /GrayImageMinResolution 300 /GrayImageMinResolutionPolicy /OK /DownsampleGrayImages true /GrayImageDownsampleType /Bicubic /GrayImageResolution 300 /GrayImageDepth -1 /GrayImageMinDownsampleDepth 2 /GrayImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeGrayImages true /GrayImageFilter /DCTEncode /AutoFilterGrayImages true /GrayImageAutoFilterStrategy /JPEG /GrayACSImageDict << /QFactor 0.15 /HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1] >> /GrayImageDict << /QFactor 0.15 /HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1] >> /JPEG2000GrayACSImageDict << /TileWidth 256 /TileHeight 256 /Quality 30 >> /JPEG2000GrayImageDict << /TileWidth 256 /TileHeight 256 /Quality 30 >> /AntiAliasMonoImages false /CropMonoImages true /MonoImageMinResolution 1200 /MonoImageMinResolutionPolicy /OK /DownsampleMonoImages true /MonoImageDownsampleType /Bicubic /MonoImageResolution 1200 /MonoImageDepth -1 /MonoImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeMonoImages true /MonoImageFilter /CCITTFaxEncode /MonoImageDict << /K -1 >> /AllowPSXObjects false /CheckCompliance [ /None ] /PDFX1aCheck false /PDFX3Check false /PDFXCompliantPDFOnly false /PDFXNoTrimBoxError true /PDFXTrimBoxToMediaBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXSetBleedBoxToMediaBox true /PDFXBleedBoxToTrimBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXOutputIntentProfile () /PDFXOutputConditionIdentifier () /PDFXOutputCondition () /PDFXRegistryName () /PDFXTrapped /False /Description << /CHS <FEFF4f7f75288fd94e9b8bbe5b9a521b5efa7684002000500044004600206587686353ef901a8fc7684c976262535370673a548c002000700072006f006f00660065007200208fdb884c9ad88d2891cf62535370300260a853ef4ee54f7f75280020004100630072006f0062006100740020548c002000410064006f00620065002000520065006100640065007200200035002e003000204ee553ca66f49ad87248672c676562535f00521b5efa768400200050004400460020658768633002> /CHT <FEFF4f7f752890194e9b8a2d7f6e5efa7acb7684002000410064006f006200650020005000440046002065874ef653ef5728684c9762537088686a5f548c002000700072006f006f00660065007200204e0a73725f979ad854c18cea7684521753706548679c300260a853ef4ee54f7f75280020004100630072006f0062006100740020548c002000410064006f00620065002000520065006100640065007200200035002e003000204ee553ca66f49ad87248672c4f86958b555f5df25efa7acb76840020005000440046002065874ef63002> /DAN <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> /DEU <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> /ESP <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> /FRA <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> /ITA <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> /JPN <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> /KOR <FEFFc7740020c124c815c7440020c0acc6a9d558c5ec0020b370c2a4d06cd0d10020d504b9b0d1300020bc0f0020ad50c815ae30c5d0c11c0020ace0d488c9c8b85c0020c778c1c4d560002000410064006f0062006500200050004400460020bb38c11cb97c0020c791c131d569b2c8b2e4002e0020c774b807ac8c0020c791c131b41c00200050004400460020bb38c11cb2940020004100630072006f0062006100740020bc0f002000410064006f00620065002000520065006100640065007200200035002e00300020c774c0c1c5d0c11c0020c5f40020c2180020c788c2b5b2c8b2e4002e> /NLD (Gebruik deze instellingen om Adobe PDF-documenten te maken voor kwaliteitsafdrukken op desktopprinters en proofers. De gemaakte PDF-documenten kunnen worden geopend met Acrobat en Adobe Reader 5.0 en hoger.) /NOR <FEFF004200720075006b00200064006900730073006500200069006e006e007300740069006c006c0069006e00670065006e0065002000740069006c002000e50020006f0070007000720065007400740065002000410064006f006200650020005000440046002d0064006f006b0075006d0065006e00740065007200200066006f00720020007500740073006b00720069006600740020006100760020006800f800790020006b00760061006c00690074006500740020007000e500200062006f007200640073006b0072006900760065007200200065006c006c00650072002000700072006f006f006600650072002e0020005000440046002d0064006f006b0075006d0065006e00740065006e00650020006b0061006e002000e50070006e00650073002000690020004100630072006f00620061007400200065006c006c00650072002000410064006f00620065002000520065006100640065007200200035002e003000200065006c006c00650072002000730065006e006500720065002e> /PTB <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> /SUO <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> /SVE <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> /ENU (Use these settings to create Adobe PDF documents for quality printing on desktop printers and proofers. Created PDF documents can be opened with Acrobat and Adobe Reader 5.0 and later.) >> /Namespace [ (Adobe) (Common) (1.0) ] /OtherNamespaces [ << /AsReaderSpreads false /CropImagesToFrames true /ErrorControl /WarnAndContinue /FlattenerIgnoreSpreadOverrides false /IncludeGuidesGrids false /IncludeNonPrinting false /IncludeSlug false /Namespace [ (Adobe) (InDesign) (4.0) ] /OmitPlacedBitmaps false /OmitPlacedEPS false /OmitPlacedPDF false /SimulateOverprint /Legacy >> << /AddBleedMarks false /AddColorBars false /AddCropMarks false /AddPageInfo false /AddRegMarks false /ConvertColors /NoConversion /DestinationProfileName () /DestinationProfileSelector /NA /Downsample16BitImages true /FlattenerPreset << /PresetSelector /MediumResolution >> /FormElements false /GenerateStructure true /IncludeBookmarks false /IncludeHyperlinks false /IncludeInteractive false /IncludeLayers false /IncludeProfiles true /MultimediaHandling /UseObjectSettings /Namespace [ (Adobe) (CreativeSuite) (2.0) ] /PDFXOutputIntentProfileSelector /NA /PreserveEditing true /UntaggedCMYKHandling /LeaveUntagged /UntaggedRGBHandling /LeaveUntagged /UseDocumentBleed false >> ] >> setdistillerparams << /HWResolution [2400 2400] /PageSize [612.000 792.000] >> setpagedevice
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-112013
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn 0556-171X
language Russian
last_indexed 2025-12-07T17:25:38Z
publishDate 2010
publisher Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України
record_format dspace
spelling Трапезон, А.Г.
Ляшенко, Б.А.
2017-01-16T17:54:49Z
2017-01-16T17:54:49Z
2010
Влияние параметров напыления и толщины покрытий из нитрида титана TiN на сопротивление усталости / А.Г. Трапезон, Б.А. Ляшенко // Проблемы прочности. — 2010. — № 6. — С. 64-75. — Бібліогр.: 16 назв. — рос.
0556-171X
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/112013
669.15:539.43
Исследовано влияние вакуум-плазменных покрытий из нитрида титана TiN на сопротивление&#xd; усталости титана ВТ1-0 в зависимости от параметров напыления и толщины покрытий.&#xd; Проведен анализ полученных результатов с целью необходимости увеличения предела выносливости композиции основа–покрытие. Показано, что во всех исследованных случаях TiNпокрытия повышают сопротивление усталости. Установлен оптимальный диапазон толщин&#xd; покрытия, при котором изменение условий осаждения мало влияет на предел выносливости.&#xd; Отмечено удовлетворительное согласование между экспериментальными и расчетными значениями пределов выносливости, которые получены по ранее предложенной расчетной модели. Обсуждена и подтверждена принципиальная возможность существенного повышения&#xd; сопротивления усталости в случае формирования сверхтонких покрытий при вполне определенных условиях их осаждения.
Досліджено вплив вакуум-плазмових покриттів із нітриду титану TiN на опір&#xd; втомі титану ВТ1-0 в залежності від параметрів напилення та товщини&#xd; покриттів. Проаналізовано отримані результати з метою необхідності підвищення границі витривалості композиції основа–покриття. Показано, що у&#xd; всіх досліджених випадках TiN-покриття підвищують опір втомі. Установлено оптимальний діапазон товщин покриття, за якого зміна умов осадження&#xd; мало впливає на рівень витривалості. Відмічено задовільне узгодження між&#xd; експериментальними та розрахунковими значеннями границь витривалості,&#xd; які отримано за допомогою раніше запропонованої розрахункової моделі.&#xd; Обговорено і підтверджено принципову можливість суттєвого підвищення&#xd; опору втомі у випадку формування надтонких покриттів при цілком визна-&#xd; чених умовах їх напилення.
ru
Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України
Проблемы прочности
Научно-технический раздел
Влияние параметров напыления и толщины покрытий из нитрида титана TiN на сопротивление усталости
Article
published earlier
spellingShingle Влияние параметров напыления и толщины покрытий из нитрида титана TiN на сопротивление усталости
Трапезон, А.Г.
Ляшенко, Б.А.
Научно-технический раздел
title Влияние параметров напыления и толщины покрытий из нитрида титана TiN на сопротивление усталости
title_full Влияние параметров напыления и толщины покрытий из нитрида титана TiN на сопротивление усталости
title_fullStr Влияние параметров напыления и толщины покрытий из нитрида титана TiN на сопротивление усталости
title_full_unstemmed Влияние параметров напыления и толщины покрытий из нитрида титана TiN на сопротивление усталости
title_short Влияние параметров напыления и толщины покрытий из нитрида титана TiN на сопротивление усталости
title_sort влияние параметров напыления и толщины покрытий из нитрида титана tin на сопротивление усталости
topic Научно-технический раздел
topic_facet Научно-технический раздел
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/112013
work_keys_str_mv AT trapezonag vliânieparametrovnapyleniâitolŝinypokrytiiiznitridatitanatinnasoprotivlenieustalosti
AT lâšenkoba vliânieparametrovnapyleniâitolŝinypokrytiiiznitridatitanatinnasoprotivlenieustalosti