Оценка структурно-деформационной неоднородности тонкого поверхностного слоя материалов методом царапания
Структурно-деформационная неоднородность поверхностного слоя оценивается методом царапания с регистрацией изменения тангенциальной силы сопротивления движению инден- тора. При глубинах внедрения индентора Виккерса, соизмеримых с показателями шероховатости поверхности, определяется функция, описыв...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Проблемы прочности |
|---|---|
| Datum: | 2008 |
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України
2008
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/48259 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Оценка структурно-деформационной неоднородности тонкого поверхностного слоя материалов методом царапания / С.Р. Игнатович, И.М. Закиев, Д.И. Борисов // Проблемы прочности. — 2008. — № 3. — С. 70-81. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859661456037904384 |
|---|---|
| author | Игнатович, С.Р. Закиев, И.М. Борисов, Д.И. |
| author_facet | Игнатович, С.Р. Закиев, И.М. Борисов, Д.И. |
| citation_txt | Оценка структурно-деформационной неоднородности тонкого поверхностного слоя материалов методом царапания / С.Р. Игнатович, И.М. Закиев, Д.И. Борисов // Проблемы прочности. — 2008. — № 3. — С. 70-81. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Проблемы прочности |
| description | Структурно-деформационная неоднородность поверхностного слоя оценивается методом
царапания с регистрацией изменения тангенциальной силы сопротивления движению инден-
тора. При глубинах внедрения индентора Виккерса, соизмеримых с показателями шероховатости
поверхности, определяется функция, описывающая неоднородность структурнодеформационных
свойств материала вдоль трассы сканирования без влияния рельефа поверхности.
Структурно-деформаційна неоднорідність поверхневого шару оцінюється
методом подряпини з реєстрацією в процесі сканування тангенціальної сили
опору руху індентора. При глибині проникання індентора Віккерса на
величину, що сумірна з показниками шорсткості поверхні, визначається
функція, яка описує неоднорідність структурно-деформаційних властивостей
матеріалу по трасі сканування без впливу рельєфу поверхні.
Structural/deformation heterogeneity of a surface
layer is estimated by the scratching technique
with registration of variation of the
tangential resistance force with the indenter motion.
For the Vickers indenter penetration
depths of the same order as surface roughness
parameters we seek a function, which describes
the heterogeneity of the material structural/deformation
properties along the scan trajectory
irrelative of the surface topography.
|
| first_indexed | 2025-11-30T10:26:57Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 620.178.14:191.4(045)
Оценка структурно-деформационной неоднородности тонкого
поверхностного слоя материалов методом царапания
С. Р. И гнатович, И. М. Закиев, Д. И. Борисов
Национальный авиационный университет, Киев, Украина
Структурно-деформационная неоднородность поверхностного слоя оценивается методом
царапания с регистрацией изменения тангенциальной силы сопротивления движению инден-
тора. При глубинах внедрения индентора Виккерса, соизмеримых с показателями шерохо
ватости поверхности, определяется функция, описывающая неоднородность структурно
деформационных свойств материала вдоль трассы сканирования без влияния рельефа по
верхности.
К л ю ч е в ы е слова: тестирование царапанием, поверхность, шероховатость,
неоднородность структурно-деформационных свойств, индентор Виккерса.
Введение. Задачи диагностики и контроля несущей способности конст
рукций, оценки их остаточного ресурса не могут иметь адекватных решений
без учета явлений деструкции материалов (структурной повреждаемости),
протекающих на микроструктурном размерном уровне. Поскольку совре
менные конструкционные материалы объективно структурно неоднородны
(кристаллическая структура металлов, полифазность композитов, наличие
примесей и добавок в сплавах, технологические факторы литья и обра
ботки), необходимо определиться, насколько физически локальны структур
ные повреждения и в каких масштабах они локализуются.
В процессе эксплуатации структурная неоднородность эволюционирует
в результате временных процессов старения (диффузия легирующих элемен
тов и рекристаллизация при повышенных температурах, окислительные про
цессы и т.п.), что приводит к формированию “слабых звеньев” структуры -
локальных объемов со значительно заниженными показателями прочности.
Существенный фактор эксплуатационной поврежденности многих кон
струкционных материалов, особенно при воздействии циклических нагру
зок - деформационная неоднородность, обусловленная неравномерным по
объему формированием локальных дислокационных групп (ансамблей), в
которых концентрируется значительная упругая энергия и которые являются
мощным источником внутренних напряжений [1]. Неоднородность микро-
пластической деформации самым непосредственным образом связана с не
однородностью структуры конструкционных материалов [2]. Границы зерен,
включения вторичной фазы и др., будучи эффективными препятствиями
движению дислокаций, способствуют формированию очагов незавершенно
го сдвига и созданию локальных концентраторов внутренних напряжений -
энергетических барьеров для подвижных дислокаций (эффект упрочнения).
С учетом радиуса действия внутренних напряжений г энергетические
барьеры делятся на крупно- (г1 > 1 мкм), средне- (Г2 < р п ° ’5 ) и мелко
масштабные (Г3 = (1...5)а), где р р - плотность дислокаций; а - постоянная
кристаллической решетки (рис. 1) [3].
© С. Р. И ГН А ТО В И Ч , И. М. ЗА К И ЕВ , Д. И. БО РИ С О В , 2008
70 Й'ОТ 0556-171Х. Проблемы прочности, 2008, № 3
Оценка структурно-деформационной неоднородности
Рис. 1. Схема масштабности действия внутренних напряжений от дислокационных ансам
блей: ?1, р>, Г — соответственно крупно-, средне- и мелкомасштабные.
Известно, что локальные процессы поврежденности материалов, свя
занные с формированием и эволюцией дислокационной структуры, разрых
лением и разрушением, интенсифицируются в поверхностном слое [4, 5].
Это интегрально проявляется в изменении со временем усредненных по
объему значений физико-механических характеристик материалов, которые
регистрируются различными физическими методами [6]: экзоэлектронной
эмиссии; позитронной аннигиляции; измерением внутреннего трения и
удельного остаточного сопротивления и т.п. Количественная оценка струк
турно-деформационной неоднородности поверхностного слоя может про
водиться методом измерения микропластических деформаций с нанесением
на поверхности реперных рядов [2]. Данный метод эффективен при лабо
раторных исследованиях, однако его практическое использование пробле
матично.
Для проведения контроля состояния поверхностного слоя конструк
ционных материалов по критериям структурно-деформационной неоднород
ности весьма информативным является деформационно-спектральный метод
(ДСМ) [7]. Метод получил развитие при трибологической идентификации -
сканировании поверхности внедренным индентором и определении по изме
нению силы сопротивления царапанию статистических связей между струк
турой поверхностного слоя, процессами контактного взаимодействия и ха
рактеристиками трения [8]. Использование ДСМ для диагностирования по
верхностного слоя деталей при контактных взаимодействиях и влиянии
других повреждающих факторах предопределяет наличие специальных аппа
ратурных средств.
Современный этап развития методов локального и сканирующего инден-
тирования характеризуется разработкой и использованием нового поколения
приборов - наноиндентомеров (нанотестеры), обладающих высокой разреша
ющей способностью регистрации глубины внедрения индентора (0,1...1 нм)
при сверхмалых нагрузках [9]. Нанотестеры ведущих в мире производите
лей (Micro Photonics, Hysitron, Micro Materials, CSM Instruments и др.) при
испытаниях материалов царапанием (scratch testing) способны с высокой
чувствительностью регистрировать изменение нормальной и тангенциаль
ISSN 0556-171X. Проблемы прочности, 2008, № 3 71
С. Р. Игнатович, И. М. Закиев, Д. И. Борисов
ной по отношению к поверхности сил сопротивления движению индентора,
изменение глубины его внедрения по трассе сканирования. При царапании
измеряются параметры сопротивления трению и износу материалов, харак
теристики твердости, анизотропия, а также адгезия сверхтонких пленок и
покрытий [10, 11].
Очевидно, что при наноиндентировании на получаемые результаты
существенно влияет шероховатость поверхности, геометрические парамет
ры которой соизмеримы с глубиной внедрения индентора. Так, рельеф
поверхности является одним из факторов, обусловливающих масштабный
эффект микротвердости (indentation size effect) при локальном индентиро-
вании [12]. Влияние шероховатости поверхности на результаты сканиро
вания внедренного на нанометровую глубину индентора не исследовалось.
Учитывая, что сопротивление царапанию будет определяться не только
структурно-деформационной неоднородностью, но и рельефом поверхности,
цель настоящей работы состоит в построении модели силового воздей
ствия на индентор при царапании и в получении на ее основе функции
изменения микропрочностных свойств по трассе сканирования шероховатой
поверхности.
Исходные предпосылки. Процесс царапания определяется большим
числом факторов, а сопровождающее его напряженное состояние - довольно
сложное и трудно поддающееся анализу [13]. Поэтому при рассмотрении
силового взаимодействия между царапающим индентором и материалом
принимаем следующие допущения.
1. Индентором является четырехгранная алмазная пирамида Виккерса с
углом между гранями 136°.
Использование при склерометрических исследованиях в качестве инден-
торов пирамид Виккерса или Берковича имеет большие преимущества по
сравнению с другими типами инденторов [14].
2. Царапание осуществляется ребром пирамиды с постоянной скорос
тью перемещения индентора.
Царапание ребром пирамиды вперед обеспечивает вытеснение мате
риала из-под индентора по механизму пластического выдавливания, анало
гичного выдавливанию отпечатка при испытаниях на микротвердость по
Виккерсу [14]. При сканировании индентора гранью вперед царапание при
обретает характер резания, при котором диспергирование материала пре
обладает над пластическим вытеснением [14, 15].
3. Поскольку основная работа при царапании расходуется на пере
мещение материала вдоль граней пирамиды, полагаем, что силы, ответ
ственные за пластическое деформирование материала в процессе форми
рования царапины, располагаются в плоскости граней индентора.
4. В процессе царапания непрерывно регистрируются: лежащая в плос
кости поверхности сила сопротивления перемещению индентора вдоль трас
сы сканирования - тангенциальная сила Р х и нормальное к поверхности
перемещение индентора.
Аппаратурная регистрация таких параметров обеспечивается практи
чески на всех нанотестерах - склерометрах зарубежного производства, а
также на аналогичных отечественных приборах [16].
72 ISSN 0556-171X. Проблемы прочности, 2008, № 3
Оценка структурно-деформационной неоднородности
5. Сила трения между гранями пирамиды и материалом не учитывается.
Эта предпосылка базируется на том, что при обычно используемых
малых скоростях сканирования работа пластического вытеснения материала
существенно выше работы, рассеиваемой на трение. Кроме того, при оценке
влияния рельефа поверхности на структурно-деформационную неоднород
ность постоянная составляющая силы трения вытесняемого материала о
грани индентора не является определяющей.
6. Задается вертикальная сила Р , с которой индентор внедряется в
материал и которая в процессе царапания не изменяется.
Решение задачи. На каждую из двух передних граней пирамиды в
плоскости, параллельной поверхности, действуют составляющие силы реак
ции материала на перемещение Р х: нормальная Ых и параллельная Т х
грани (рис. 2,а). Вполне очевидно, что
Р
н х = г х = 2 /2 - ( 1)
В плоскости, перпендикулярной к поверхности и расположенной под
углом 45° к направлению движения индентора, на грань действуют сила Ых
и Р /2 - вертикальная составляющая силы, прижимающей индентор к по
верхности (при внедрении индентора без царапания эта сила распределяется
по четырем граням и равна Р /4). Результирующая сила при этом будет
составлять (рис. 2,6)
Р г = 7 N 1 + Р V 4. (2)
Сила Р^ направлена под углом у к N x и может быть разложена на
составляющие: перпендикулярную N f и параллельную Т^ плоскости гра
ни. Эти составляющие определяются из очевидных геометрических соотно
шений:
N f = Р/ со8( р —у ); (3)
Т1 = Р / йп( 9 ~ У ̂ (4)
где р - половина угла между гранями пирамиды Виккерса (р = 68°).
Проекция силы N f на вертикальную ось определяется выражением
(рис. 2,6)
Р у = Р^ со§ (р — у ) э т р . (5)
Подставляя в (5) соотношения (1), (2) и учитывая, что tg у = л/2Р /Р х,
получаем
Р ( Р х
(6)
Р ( Рх '
Р у = "Г Sln2рltg р +
Выражение (6) определяет зависимость между тангенциальной Р х и
нормальной Р у к поверхности реакциями материала при сканировании
индентором, прижатом силой Р.
ISSN 0556-171Х. Проблемы прочности, 2008, № 3 73
С. Р. Игнатович, И. М. Закиев, Д. И. Борисов
Направление движения индентора
б
Рис. 2. Схема сил, действующих на индентор при царапании в плоскости, параллельной
поверхности (а), и на его переднюю грань в плоскости, перпендикулярной к поверхности (б).
Для N 'х = Р /2tg р результирующая сила Р^ становится перпендику
лярной к грани индентора, а ее проекция на ось у будет равна прижи
мающей силе: Р у = Р /2 (рис. 2,6). Из формулы (6) следует
у - я бій 2р
- 0,5714. (7)
При Рх > 0,5714Р вертикальная составляющая реакции материала на
грань Р у будет больше величины прижимающей силы Р, и индентор при
царапании будет выталкиваться из материала. При малом сопротивлении
сканированию (Рх < 0,5714Р) Р у становится меньше силы прижатия инден
тора. В этом случае индентор при царапании будет внедряться в глубь
материала. Далее будем рассматривать царапание при Рх > 0,5714Р, тем
более что сила трения, которая не учитывается в модели, увеличивает
сопротивление движению внедренного индентора.
74 ІББМ 0556-171Х. Проблемы прочности, 2008, № 3
Оценка структурно-деформационной неоднородности
Взаимно перпендикулярные составляющие Т х и Т у определяют ре
зультирующую силу Т, действующую в плоскости грани индентора и ответ
ственную за пластическое деформирование материала при его вытеснении в
процессе царапания. Для этой силы имеет место соотношение
Т = T 2 + Т / . (8)
Сила Т х задается выражением (1). Составляющую Т у определим из
соотношения (4), подставив в него (1) и (2), а также учитывая равенство
у = л/2 Р /Р х:
/
Т у = — cos <р sin
2
arctg
■J2p V p x tg <p
p .x )
(9)
Результирующая сила Т, рассчитанная по формуле (8) с учетом соотно
шений (1) и (9), при Р х > 0,5714Р может быть аппроксимирована линейной
функцией (рис. 3):
Т = 0,41245Px - 0,055464P. (10)
В частном случае при внедрении индентора силой Р без последующего
его сканирования (Р х = 0, у = ж/2) из (8), (1) и (9) следует Th = P cos <р/4, где
Th - сила, действующая в плоскости грани индентора.
Рис. 3. Зависимость силы Т (1) и ее линейная аппроксимация (2) от соотношения танген
циальной и вертикальной сил, действующих на индентор.
Как отмечалось выше, процесс царапания состоит в преодолении инден-
тором сопротивления пластическому деформированию материала при его
вытеснении. Поскольку пластическое вытеснение материала контролируется
силой Т, для текущей координаты х индентора на трассе сканирования
можно записать
Т( х ) = Н (х )Б ( х ), (11)
ISSN 0556-171X. Проблемы прочности, 2008, № 3 75
C. P. Игнатович, И. М. Закиев, Д. И. Борисов
где Н (х ) - твердость материала при царапании; 5 (х ) - площадь контакта
поверхности граней внедреннего индентора с материалом.
При царапании контакт индентора с материалом осуществляется двумя
передними гранями (рис. 2,а). Поэтому при внедрении пирамиды Виккерса
на глубину Н(х) имеем
2sin р 2
S ( х ) = ---- 2— h ( x ).
cos р
(12)
Подставляя соотношение (12) в (11) и учитывая выражение (10), полу
чаем
4,85 sin р ,
Рх (х ) « 0,1345 Р + H ( х )h 2(х ).
cos2 р (13)
Опишем изменение контактной глубины внедрения индентора вдоль
трассы царапания в виде
Н( х ) = Л0[1 + / ( х )], (14)
где Но - среднее значение глубины внедрения индентора силой Р при
локальном индентировании перед сканированием; / ( х ) - безразмерная слу
чайная функция, описывающая отклонение профиля поверхности от его
средней линии вдоль трассы сканирования (рис. 4).
Рис. 4. Схема описания контактной глубины внедрения индентора при изменении рельефа
поверхности.
Данная функция определяется по профилограмме поверхности вдоль
трассы царапания и нормируется исходя из следующих условий: f (0) = 0;
Zrnax = R max/% f min = “ R m i^ h0, где Rmax и Rmin - соответствеННо макси
мальная высота выступа и минимальная глубина впадины по отношению к
средней линии профиля по трассе сканирования (рис. 4). Для царапания
необходимо, чтобы f (х ) > —1.
76 ISSN 0556-171X. Проблемы прочности, 2008, № 3
Оценка структурно-деформационной неоднородности
Принимаем, что микротвердость вдоль трассы царапания описывается
функцией
Н (х ) = Н 0[1 + е (х )], (15)
где е (х ) - безразмерная случайная функция, причем е (0) = 0; Н 0 - среднее
значение твердости материала, равное отношению вдавливающей силы Р к
площади проекции контактной поверхности индентора при царапании [14],
4 Р Р
Н 0 = 12 = о, 2 + 2 ; (16)а 2Н0 tg р - 7
d - ширина царапины (рис. 2,а).
Формула (13) с учетом выражений (14)-(16) для р = 68° примет вид
РхррХ) = 0,1345 + 2,615[1 + е ( х )][1 + / (х )]2 . (17)
Из (17) определяем функцию, описывающую изменение твердости ма
териала в процессе царапания:
Е( х) =
0,382
[1 + / (х )]2
Рх ( х )
Р
0,1345 (18)
Согласно формуле (18), регистрируемая при царапании тангенциальная
сила сопротивления движению индентора Рх (х ) с учетом изменения рель
ефа поверхности трансформируется в функцию е (х ), характеризующую
структурно-деформационную неоднородность поверхностного слоя.
Влияние шероховатости поверхности на изменение тангенциальной
силы Рх (х ) проиллюстрируем с помощью следующей расчетной модели.
Пусть
/ (х) = ^ 0 81п(^12я (19)
где На - амплитудное отклонение высоты рельефа от среднего значения,
равного глубине внедрения й0; Ь - длина трассы сканирования; ^ -
параметр периодичности изменения рельефа.
Задаем изменение твердости по трассе сканирования периодичной функ
цией вида
Н а ( х \
е ( х) = Н 0 22ж ь J , (20)
где Н а - амплитудное отклонение твердости материала от среднего значе
ния Н 0; к 2 - параметр периодичности изменения твердости.
Расчеты, проведенные по формуле (17) с учетом соотношений (19) и
(20) для На ! к 0 = Н а / Н 0 = 0,3, показывают, что тангенциальная сила Р х
ISSN 0556-171Х. Проблемы прочности, 2008, № 3 77
С. Р. Игнатович, И. М. Закиев, Д. И. Борисов
при сканировании внедренного индентора существенно зависит от рельефа
поверхностного слоя (на рис. 5 кривые 1 и 2). Для идеально гладкой
поверхности (к = 1) периодичность функции Р х соответствует периодич
ности микротвердости (на рис. 5 кривая 2). Рельеф поверхности влияет на
размах и уровень среднего значения силы сопротивления движению инден
тора (на рис. 5 кривая 1).
О 0,2 0,4 0,6 0,8 х/Ь
0 0,2 0,4 0,6 0,8 х/Ь
б
Рис. 5. Изменение по трассе сканирования относительных значений тангенциальной силы
сопротивления движению индентора (Рх = Рх/ Р) для шероховатой (кривая 1) и идеально
гладкой (кривая 2) поверхностей, глубины внедрения индентора (к = к/к ,̂ кривая 3) и
твердости (Н = Н /Н 0, кривая 4) при различной периодичности изменения функций / (х) и
g (х): а - &1 = 1; ^ = 3; б - ^ = 3; ^ = 1
Методика идентификации сигнала, описывающего структурно-дефор
мационную неоднородность поверхностного слоя, опробована при царапа
нии металлических образцов с использованием универсального нанотес
тера “Микрон-гамма” [16]. При сканировании интентором поверхности ре
гистрируются его вертикальное перемещение в широком диапазоне (10 нм ...
... 200 мкм) и тангенциальная сила сопротивления царапанию.
Перед царапанием индентор (пирамида Виккерса) опускается на поверх
ность образца и без приложения вертикальной силы (Р = 0) осуществляется
его сканирование по заданной трассе. Регистрируемое при этом вертикаль
78 ISSN 0556-171Х. Проблемы прочности, 2008, № 3
Оценка структурно-деформационной неоднородности
ное перемещение соответствует профилограмме поверхности (рис. 6,а). По
полученной профилограмме определяется функция / (х ). Затем из началь
ной точки трассы производится царапание индентором с заданной верти
кальной силой Р. В процессе царапания регистрируется тангенциальная
сила сопротивления движению индентора Р х(х ) (рис. 6,6). С помощью
программного обеспечения прибора на основании полученной информации
и в соответствии с формулой (18) рассчитывается функция g (х ), описыва
ющая структурно-деформационную неоднородность поверхностного слоя
материала на глубине внедрения индентора. Далее полученная информация
может обрабатываться соответствующими методами для определения ста
тистических характеристик структурно-деформационной неоднородности и
для верификации диагностических признаков состояния поверхностного
слоя.
Рис. 6. Зависимости профиля поверхности сплава Д16АТ (а), тангенциальной силы (б) и
функции g (х) (в) вдоль трассы сканирования индентора. (Сила внедрения индентора
Р = 0,2 Н.)
Заключение. При тестировании материалов царапанием с регистрацией
тангенциальной силы сопротивления, действующей на индентор, сущест
венное влияние на получаемые результаты оказывает рельеф поверхности.
Для исключения этого влияния на основании анализа сил, действующих на
индентор при царапании, получено выражение для функции, описывающей
изменение микротвердости, характеризующей неоднородные структурно
деформационные свойства материала по трассе сканирования. Аппаратурная
реализация предлагаемого метода возможна на базе универсального нано
тестера “Микрон-гамма”, что открывает широкие возможности диагности
рования тонких поверхностных слоев конструкционных материалов мето
дом царапания.
0556-171Х. Проблемы прочности, 2008, № 3 79
С. Р. Игнатович, И. М. Закиев, Д. И. Борисов
Р е з ю м е
Структурно-деформаційна неоднорідність поверхневого шару оцінюється
методом подряпини з реєстрацією в процесі сканування тангенціальної сили
опору руху індентора. При глибині проникання індентора Віккерса на
величину, що сумірна з показниками шорсткості поверхні, визначається
функція, яка описує неоднорідність структурно-деформаційних властивос
тей матеріалу по трасі сканування без впливу рельєфу поверхні.
1. В лади м и ров В. И . Коллективные эффекты в ансамблях дефектов //
Вопросы теории дефектов в кристаллах. - Л.: Наука, 1987. - С. 43 - 57.
2. Г ур ь ев А. В ., М ит ин В. Я . Особенности развития локальных микро-
неоднородных деформаций и накопления усталостных повреждений в
углеродистых сталях // Пробл. прочности. - 1978. - № 11. - С. 19 - 23.
3. В лади м и ров В. И . Физическая природа разрушения металлов. - М.:
Металлургия, 1984. - 280 с.
4. Г ориц кий В. М., Т ерен т ьев В. Ф. Структура и усталостное разрушение
металлов. - М.: Металлургия, 1980. - 208 с.
5. П рокоп ен ко А. В ., М аковец кая И. А ., Ш т укат урова А. С. Поверхност
ные свойства и предел выносливости металла. Сообщ. 2. Неравно
мерность свойств на поверхности // Пробл. прочности. - 1986. - № 6. -
С. 41 - 44.
6. Я ковлева Т. Ю . Локальная пластическая деформация и усталость метал
лов. - Киев: Наук. думка, 2003. - 238 с.
7. З а п о р о ж ец В. В ., К орд он ск и й X. Б ., О р е О. В. Деформационно-спект
ральный метод исследования однородности поверхностного слоя ме
таллов // Надежность и долговечность машин и сооружений. - 1990. -
№ 17. - С. 57 - 65.
8. Б ердин ски х В. А ., За п о р о ж ец В. В. Стохастическое решение обратной
задачи трибометрии // Трение и износ. - 1980. - 1, № 6. - С. 976 - 986.
9. Г оловин Ю . И ., И волгин В. И ., К о р ен к о в В. В ., Р я б к о Р. И . Определение
комплекса механических свойств материалов в нанообъемах методами
наноиндентирования // Конденсированные среды и межфазные грани
цы. - 2001. - 3, № 2. - С. 122 - 135.
10. M iy o sh i K . Surface characterization techniques: an overview // NASA /
TM-2002-211497, Glenn Research Center of NASA. - 2002, July. - 45 p.
11. S u n darara jan S. a n d B hushan B. Development of a continuous microscratch
technique in an atomic force microscope and its application to study scratch
resistance of ultrathin hard amorphous carbon coatinds // J. Mat. Res. -
2001. - 16, No. 2. - P. 437 - 445.
12. Z h an g T. Y., X u W. H ., a n d Z hao M . H . The role of plastic deformation of
rough surfaces in the sizedependent hardness // Acta Mater. - 2004. - 52. -
P. 57 - 68.
80 ISSN 0556-171X. Проблемы прочности, 2008, № 3
Оценка структурно-деформационной неоднородности
13. М асл ов Е. Н . Теоретические основы процесса царапания металлов //
Склерометрия / Под ред. М. М. Хрущова. - М.: Наука, 1968. - С. 24 -
44.
14. Г ри горови ч В. К . Твердость и микротвердость металлов. - М.: Наука,
1976. - 230 с.
15. Б еркови ч Е. С. Новый прибор ИМАШ для склерометрических иссле
дований материалов // Склерометрия / Под ред. М. М. Хрущова. - М.:
Наука, 1968. - С. 88 - 100.
16. И гнат ович С. Р ., Зак и ев И. М ., Б о р и со в Д . И ., Зак и ев В. И . Методика
исследования физико-механических свойств поверхностных слоев мате
риалов при усталости с использованием многофункционального при
бора “Микрон-гамма” // Авиац.-косм. техника и технология. - 2004. -
Вып. 8 (16). - С. 163 - 166.
Поступила 15. 05. 2006
ISSN 0556-171Х. Проблемы прочности, 2008, № 3 81
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-48259 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0556-171X |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-30T10:26:57Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Игнатович, С.Р. Закиев, И.М. Борисов, Д.И. 2013-08-17T13:06:59Z 2013-08-17T13:06:59Z 2008 Оценка структурно-деформационной неоднородности тонкого поверхностного слоя материалов методом царапания / С.Р. Игнатович, И.М. Закиев, Д.И. Борисов // Проблемы прочности. — 2008. — № 3. — С. 70-81. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. 0556-171X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/48259 620.178.14:191.4(045) Структурно-деформационная неоднородность поверхностного слоя оценивается методом царапания с регистрацией изменения тангенциальной силы сопротивления движению инден- тора. При глубинах внедрения индентора Виккерса, соизмеримых с показателями шероховатости поверхности, определяется функция, описывающая неоднородность структурнодеформационных свойств материала вдоль трассы сканирования без влияния рельефа поверхности. Структурно-деформаційна неоднорідність поверхневого шару оцінюється методом подряпини з реєстрацією в процесі сканування тангенціальної сили опору руху індентора. При глибині проникання індентора Віккерса на величину, що сумірна з показниками шорсткості поверхні, визначається функція, яка описує неоднорідність структурно-деформаційних властивостей матеріалу по трасі сканування без впливу рельєфу поверхні. Structural/deformation heterogeneity of a surface layer is estimated by the scratching technique with registration of variation of the tangential resistance force with the indenter motion. For the Vickers indenter penetration depths of the same order as surface roughness parameters we seek a function, which describes the heterogeneity of the material structural/deformation properties along the scan trajectory irrelative of the surface topography. ru Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України Проблемы прочности Научно-технический раздел Оценка структурно-деформационной неоднородности тонкого поверхностного слоя материалов методом царапания Estimation of structural deformation heterogeneity of a thin surface layer of materials by the scratching techniqu Article published earlier |
| spellingShingle | Оценка структурно-деформационной неоднородности тонкого поверхностного слоя материалов методом царапания Игнатович, С.Р. Закиев, И.М. Борисов, Д.И. Научно-технический раздел |
| title | Оценка структурно-деформационной неоднородности тонкого поверхностного слоя материалов методом царапания |
| title_alt | Estimation of structural deformation heterogeneity of a thin surface layer of materials by the scratching techniqu |
| title_full | Оценка структурно-деформационной неоднородности тонкого поверхностного слоя материалов методом царапания |
| title_fullStr | Оценка структурно-деформационной неоднородности тонкого поверхностного слоя материалов методом царапания |
| title_full_unstemmed | Оценка структурно-деформационной неоднородности тонкого поверхностного слоя материалов методом царапания |
| title_short | Оценка структурно-деформационной неоднородности тонкого поверхностного слоя материалов методом царапания |
| title_sort | оценка структурно-деформационной неоднородности тонкого поверхностного слоя материалов методом царапания |
| topic | Научно-технический раздел |
| topic_facet | Научно-технический раздел |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/48259 |
| work_keys_str_mv | AT ignatovičsr ocenkastrukturnodeformacionnoineodnorodnostitonkogopoverhnostnogosloâmaterialovmetodomcarapaniâ AT zakievim ocenkastrukturnodeformacionnoineodnorodnostitonkogopoverhnostnogosloâmaterialovmetodomcarapaniâ AT borisovdi ocenkastrukturnodeformacionnoineodnorodnostitonkogopoverhnostnogosloâmaterialovmetodomcarapaniâ AT ignatovičsr estimationofstructuraldeformationheterogeneityofathinsurfacelayerofmaterialsbythescratchingtechniqu AT zakievim estimationofstructuraldeformationheterogeneityofathinsurfacelayerofmaterialsbythescratchingtechniqu AT borisovdi estimationofstructuraldeformationheterogeneityofathinsurfacelayerofmaterialsbythescratchingtechniqu |