Влияние PVD-покрытий на сопротивление деформации и малоцикловой усталости нержавеющей стали и титановых сплавов
Экспериментально установлено влияние нанесения различных PVD-покрытий и их толщины на сопротивление нержавеющей стали Х18Н10Т и титановых сплавов ВТ1 и ВТ20 растягивающей и циклической упругопластической деформации. Нанесение PVD-покрытий, в том числе после растяжения или циклического нагружения, по...
Saved in:
| Published in: | Проблемы прочности |
|---|---|
| Date: | 2011 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України
2011
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/95268 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Влияние PVD-покрытий на сопротивление деформации и малоцикловой усталости нержавеющей стали и титановых сплавов / А.П. Гопкало, Н.Р. Музыка, А.В. Рутковский, В.П. Швец // Проблемы прочности. — 2011. — № 6. — С. 23-39. — Бібліогр.: 25 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859648368926523392 |
|---|---|
| author | Гопкало, А.П. Музыка, Н.Р. Рутковский, А.В. Швец, В.П. |
| author_facet | Гопкало, А.П. Музыка, Н.Р. Рутковский, А.В. Швец, В.П. |
| citation_txt | Влияние PVD-покрытий на сопротивление деформации и малоцикловой усталости нержавеющей стали и титановых сплавов / А.П. Гопкало, Н.Р. Музыка, А.В. Рутковский, В.П. Швец // Проблемы прочности. — 2011. — № 6. — С. 23-39. — Бібліогр.: 25 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Проблемы прочности |
| description | Экспериментально установлено влияние нанесения различных PVD-покрытий и их толщины на сопротивление нержавеющей стали Х18Н10Т и титановых сплавов ВТ1 и ВТ20 растягивающей и циклической упругопластической деформации. Нанесение PVD-покрытий, в том числе после растяжения или циклического нагружения, повышает сопротивление растягивающей и циклической упругопластической деформации и приводит к изменению вида разрушения (квазистатического на усталостный) и циклических свойств материала.
Експериментально встановлено вплив нанесення різних PVD-покриттів та їх товщини на опір нержавіючої сталі Х18Н10Т та титанових сплавів ВТ1 і ВТ20 розтяжній і циклічній пружно-пластичній деформації. Нанесення PVD-покриттів, у тому числі після розтягнення або циклічного навантаження, підвищує опір розтяжній та циклічній пружно-пластичній деформації і призводить до зміни виду руйнування (квазістатичного на руйнування від втоми) та циклічних властивостей матеріалу.
|
| first_indexed | 2025-12-07T13:30:50Z |
| format | Article |
| fulltext |
ÓÄÊ 539.4
Âëèÿíèå PVD-ïîêðûòèé íà ñîïðîòèâëåíèå äåôîðìàöèè è ìàëî-
öèêëîâîé óñòàëîñòè íåðæàâåþùåé ñòàëè è òèòàíîâûõ ñïëàâîâ
À. Ï. Ãîïêàëî, Í. Ð. Ìóçûêà, À. Â. Ðóòêîâñêèé, Â. Ï. Øâåö
Èíñòèòóò ïðîáëåì ïðî÷íîñòè èì. Ã. Ñ. Ïèñàðåíêî ÍÀÍ Óêðàèíû, Êèåâ, Óêðàèíà
Ýêñïåðèìåíòàëüíî óñòàíîâëåíî âëèÿíèå íàíåñåíèÿ ðàçëè÷íûõ PVD-ïîêðûòèé è èõ òîëùèíû
íà ñîïðîòèâëåíèå íåðæàâåþùåé ñòàëè Õ18Í10Ò è òèòàíîâûõ ñïëàâîâ ÂÒ1 è ÂÒ20 ðàñòÿãè-
âàþùåé è öèêëè÷åñêîé óïðóãîïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè. Íàíåñåíèå PVD-ïîêðûòèé, â òîì
÷èñëå ïîñëå ðàñòÿæåíèÿ èëè öèêëè÷åñêîãî íàãðóæåíèÿ, ïîâûøàåò ñîïðîòèâëåíèå ðàñòÿãè-
âàþùåé è öèêëè÷åñêîé óïðóãîïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè è ïðèâîäèò ê èçìåíåíèþ âèäà ðàçðó-
øåíèÿ (êâàçèñòàòè÷åñêîãî íà óñòàëîñòíûé) è öèêëè÷åñêèõ ñâîéñòâ ìàòåðèàëà.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: PVD-ïîêðûòèå, ìàëîöèêëîâàÿ óñòàëîñòü, íàïðÿæåíèÿ, äå-
ôîðìàöèÿ, íàêîïëåíèå ïîâðåæäåíèé, ïàðàìåòð ãîìîãåííîñòè.
Ââåäåíèå. Èçâåñòíî, ÷òî ïðîöåññ ðàçðóøåíèÿ äåòàëåé çà÷àñòóþ íà÷è-
íàåòñÿ ñ ëîêàëüíûõ ðàçðóøåíèé ïîâåðõíîñòíûõ ñëîåâ ìàòåðèàëà. Ìåõàíè-
÷åñêèå ñâîéñòâà ïîâåðõíîñòíîãî ñëîÿ ìàòåðèàëà ôîðìèðóþòñÿ ïðè èçãîòîâ-
ëåíèè äåòàëè è çàòåì â ïðîöåññå ýêñïëóàòàöèè èçìåíÿþòñÿ. Îñíîâíûìè
ïðè÷èíàìè ðàçðóøåíèÿ ïîâåðõíîñòíûõ ñëîåâ ÿâëÿþòñÿ íàëè÷èå øåðîõîâà-
òîñòè, êîíöåíòðàöèè íàïðÿæåíèé è íåîäíîðîäíîñòè ðàñïðåäåëåíèÿ ìåõàíè-
÷åñêèõ ñâîéñòâ êàê ïî ïîâåðõíîñòè, òàê è ïî ãëóáèíå ìàòåðèàëà [1]. Ïðîâå-
äåííûå ýêñïåðèìåíòàëüíûå èññëåäîâàíèÿ, íàïðèìåð [2], ïîêàçàëè, ÷òî â
óñëîâèÿõ îäíîðîäíîãî íàïðÿæåííîãî ñîñòîÿíèÿ óñëîâíûé ïðåäåë òåêó÷åñòè
ïîâåðõíîñòíîãî ñëîÿ íèçêîóãëåðîäèñòîé ñòàëè íà 25% íèæå, ÷åì îñíîâíîãî
ìåòàëëà. Ñîãëàñíî íåêîòîðûì äðóãèì äàííûì [3], óñëîâíûé ïðåäåë òåêó÷åñòè
ñàìûõ òîíêèõ îáðàçöîâ ñîñòàâëÿåò âñåãî 20% âåëè÷èíû òîëñòûõ îáðàçöîâ.
Ïîýòîìó íà ïîâåðõíîñòè ïëàñòè÷åñêîå òå÷åíèå íàñòóïàåò ðàíüøå, ÷åì â
ñåðäöåâèííûõ ñëîÿõ.
 èíæåíåðíîé ïðàêòèêå äëÿ ïîâûøåíèÿ ïðî÷íîñòíûõ è çàùèòíûõ ñâîéñòâ
ïîâåðõíîñòè èçäåëèé øèðîêî èñïîëüçóþòñÿ ðàçëè÷íûå ìåòîäû îáðàáîòêè, â
òîì ÷èñëå íàíåñåíèå ìåòàëëè÷åñêèõ è íåìåòàëëè÷åñêèõ ïëåíîê è ïîêðûòèé.
Âëèÿíèå ïîâåðõíîñòíûõ îêñèäíûõ ïëåíîê íà ìåõàíè÷åñêèå ñâîéñòâà
ìåòàëëîâ åùå â 1926 ã. íà÷àë èçó÷àòü Ðîñêî [4] ïðè îöåíêå ìèêðîòâåðäîñòè
ìîíîêðèñòàëëîâ êàäìèÿ. Îáíàðóæåíî, ÷òî îêñèäíàÿ ïëåíêà òîëùèíîé ìåíåå
20 àòîìîâ óâåëè÷èâàåò êðèòè÷åñêîå íàïðÿæåíèå ìîíîêðèñòàëëîâ êàäìèÿ ïðè-
ìåðíî íà 50%. Îíà òàêæå îãðàíè÷èâàåò ïëàñòè÷åñêèå äåôîðìàöèè êðèñòàëëà,
÷òî ñïîñîáñòâóåò ïîâûøåíèþ òâåðäîñòè ïîâåðõíîñòíîãî ñëîÿ.
Èññëåäîâàíèÿ [5–9] ïîêàçàëè, ÷òî íå òîëüêî îêñèäíûå ïëåíêè, íî è
îñàæäåííûå íà ïîâåðõíîñòü PVD-ïîêðûòèÿ (íàïûëåíèå êîíäåíñàöèåé èç ïàðî-
âîé (ãàçîâîé) ôàçû) ïîâûøàþò ñîïðîòèâëåíèå ðàñòÿãèâàþùåé è öèêëè÷åñêîé
íàãðóçêå, ãëàâíûì îáðàçîì çà ñ÷åò îãðàíè÷åíèÿ ïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè
îñíîâàíèÿ òâåðäûì ïîâåðõíîñòíûì ñëîåì ñ áîëåå âûñîêîé ìåõàíè÷åñêîé
ïðî÷íîñòüþ, âûñîêèõ ñæèìàþùèõ îñòàòî÷íûõ íàïðÿæåíèé è õîðîøåé àäãåçèè
ìàòåðèàëà ïîêðûòèé ñ îñíîâàíèåì [7–9]. Â ðàáîòàõ [7, 8, 10] ïîâûøåíèå
© À. Ï. ÃÎÏÊÀËÎ, Í. Ð. ÌÓÇÛÊÀ, À. Â. ÐÓÒÊÎÂÑÊÈÉ, Â. Ï. ØÂÅÖ, 2011
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2011, ¹ 6 23
ñîïðîòèâëåíèÿ ðàñòÿãèâàþùåé è öèêëè÷åñêîé íàãðóçêå ñâÿçûâàþò ñ òîëùèíîé
è òâåðäîñòüþ PVD-ïîêðûòèÿ, à òàêæå ñîäåðæàíèåì â íåì àçîòà.
Îñòàòî÷íûå íàïðÿæåíèÿ â ìàòåðèàëå ñ PVD-ïîêðûòèåì îáóñëîâëåíû
ðàçëè÷èåì êîýôôèöèåíòîâ òåïëîâîãî ðàñøèðåíèÿ îñíîâíîãî ìàòåðèàëà è
ìàòåðèàëà ïîêðûòèÿ è êðèñòàëëîì, âûðàùåííûì âî âðåìÿ íàíåñåíèÿ ïîêðû-
òèÿ [11]. Ñ óâåëè÷åíèåì òîëùèíû ïîêðûòèÿ [12] îíè ïîâûøàþòñÿ è îêàçû-
âàþò âëèÿíèå íà òâåðäîñòü ïîêðûòèÿ [13]. ×åì áîëüøå òîëùèíà ïîêðûòèÿ,
òåì âûøå òâåðäîñòü [8]. Îäíàêî óâåëè÷åíèå òîëùèíû PVD-ïîêðûòèÿ ïðè-
âîäèò ê óìåíüøåíèþ àäãåçèè ñëîåâ ïîêðûòèé îòíîñèòåëüíî ìåòàëëè÷åñêîãî
îñíîâàíèÿ, ÷òî îáóñëîâëåíî âûñîêèìè îñòàòî÷íûìè íàïðÿæåíèÿìè ñæàòèÿ
[14, 15]. Âûñîêèå îñòàòî÷íûå íàïðÿæåíèÿ â PVD-ïîêðûòèÿõ ìîãóò âûçûâàòü
ìåñòíîå ðàçðóøåíèå ïîêðûòèÿ è ðàññëàèâàíèå ïî êðàÿì äåòàëåé, åñëè òîëùè-
íà ïîêðûòèÿ áîëüøå ðàäèóñà êðàÿ. Íàïðÿæåííîå ñîñòîÿíèå íà ãðàíèöå ðàçäå-
ëà íå çàâèñèò îò òîëùèíû ïîêðûòèÿ, åñëè îíà âûøå ïðèáëèçèòåëüíî òðåõ
àìïëèòóä øåðîõîâàòîñòè îñíîâàíèÿ [15].
 ðàáîòàõ [7, 8, 16] îòìå÷àåòñÿ, ÷òî PVD-ïîêðûòèÿ TiN íåçíà÷èòåëüíî
ïîâûøàþò ñîïðîòèâëåíèå äåôîðìàöèè ïðè ðàñòÿæåíèè. Ïðè äåôîðìàöèÿõ,
ïðåâûøàþùèõ 0,34...0,40%, âîçíèêàåò îáøèðíîå ðàñòðåñêèâàíèå è îòñëàèâà-
íèå ìàòåðèàëà ïîêðûòèÿ. Ïîñëå ðàñòðåñêèâàíèÿ ñëîÿ ïîêðûòèÿ äåôîðìàöèè
ðàñïðîñòðàíÿþòñÿ íà îñíîâàíèå. Â ðàáîòàõ [7, 16, 17] ïîêàçàíî, ÷òî óñòàëîñò-
íàÿ äîëãîâå÷íîñòü îáðàçöîâ ñ PVD-ïîêðûòèåì óâåëè÷èâàåòñÿ òîëüêî â îáëàñ-
òè íèçêèõ àìïëèòóä íàïðÿæåíèé, òàê êàê óâåëè÷åíèå àìïëèòóäû íàïðÿæåíèé
âûçûâàåò ðàçðóøåíèå ïîêðûòèé. Ïîâåðõíîñòíàÿ äåôîðìàöèÿ îñíîâàíèÿ ïðè-
âîäèò ê ðàçðóøåíèþ ïîêðûòèÿ íà ðàííèõ ñòàäèÿõ ïðîöåññà óñòàëîñòè.
 [18] îòìå÷àëîñü, ÷òî ïîâåðõíîñòíàÿ îáðàáîòêà îáðàçöîâ ïîñëå öèêëè-
÷åñêîé íàðàáîòêè âëèÿåò íà ñîïðîòèâëåíèå óñòàëîñòè. Ïîâûøåíèå ñîïðî-
òèâëåíèÿ öèêëè÷åñêîìó íàãðóæåíèþ îáðàçöîâ èç ñòàëè AISI 4140 èìåëî
ìåñòî ïîñëå ïëàçìåííîãî àçîòèðîâàíèÿ èñõîäíîãî îáðàçöà, â òîì ÷èñëå ïîñëå
öèêëè÷åñêîé íàðàáîòêè äî 30% óñòàëîñòíîé äîëãîâå÷íîñòè, à òàêæå ïîñëå
íàðàáîòêè äî ýòîãî æå óðîâíÿ è ïîâòîðíîãî àçîòèðîâàíèÿ. Ïðåäâàðèòåëüíàÿ
öèêëè÷åñêàÿ íàðàáîòêà äî 60% óñòàëîñòíîé äîëãîâå÷íîñòè èñõîäíîãî è àçî-
òèðîâàííîãî îáðàçöîâ ñ ïîñëåäóþùèì ïîâòîðíûì àçîòèðîâàíèåì ñíèæàëà
öèêëè÷åñêóþ äîëãîâå÷íîñòü ýòîé ñòàëè.
Òàêèì îáðàçîì, ïðè ðàñòÿæåíèè è öèêëè÷åñêîì íàãðóæåíèè îáðàçöîâ
ïðî÷íîñòíûå ñâîéñòâà ìàòåðèàëîâ ïðè íàíåñåíèè PVD-ïîêðûòèé çàâèñÿò îò
ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê îñíîâíîãî ìàòåðèàëà, ïîêðûòèÿ, åãî
òîëùèíû, äåéñòâóþùèõ íàïðÿæåíèé è ïëàñòè÷åñêèõ äåôîðìàöèé, ÷èñëà öèê-
ëîâ ïðåäâàðèòåëüíîé öèêëè÷åñêîé íàðàáîòêè è ò.ï.
 äàííîé ðàáîòå ïðîâåäåíû ýêñïåðèìåíòàëüíûå èññëåäîâàíèÿ ïî îöåíêå
âëèÿíèÿ íåñêîëüêèõ òèïîâ PVD-ïîêðûòèé è èõ òîëùèíû íà ñîïðîòèâëåíèå
äåôîðìàöèè ïðè ðàñòÿæåíèè îáðàçöîâ èç íåðæàâåþùåé ñòàëè Õ18Í10Ò è
òèòàíîâûõ ñïëàâîâ ÂÒ1 è ÂÒ20. Íà îñíîâàíèè ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ èñïû-
òàíèé íà ðàñòÿæåíèå äëÿ óñòàíîâëåíèÿ îñíîâíûõ çàêîíîìåðíîñòåé âëèÿíèÿ
PVD-ïîêðûòèé íà ñîïðîòèâëåíèå ìàëîöèêëîâîìó íàãðóæåíèþ áûë âûáðàí
îäèí èç èññëåäîâàííûõ ìàòåðèàëîâ – ñïëàâ ÂÒ20 ñ òîëùèíîé PVD-ïîêðûòèÿ
TiN 6 ìêì. Ñ èñïîëüçîâàíèåì ýòîãî ìàòåðèàëà ïðîâåäåíû òàêæå ýêñïåðèìåí-
òàëüíûå èññëåäîâàíèÿ ïî îöåíêå âëèÿíèÿ öèêëè÷åñêîé íàðàáîòêè ñ ïîñëåäó-
À. Ï. Ãîïêàëî, Í. Ð. Ìóçûêà, À. Â. Ðóòêîâñêèé, Â. Ï. Øâåö
24 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2011, ¹ 6
þùèì íàíåñåíèåì PVD-ïîêðûòèé íà ñîïðîòèâëåíèå ìàëîöèêëîâîìó íàãðó-
æåíèþ ïðè ðàçëè÷íîì óðîâíå äåéñòâóþùèõ íàïðÿæåíèé. Äëÿ îïðåäåëåíèÿ
âëèÿíèÿ PVD-ïîêðûòèé íà íàêîïëåíèå ïîâðåæäåíèé ïðè ðàñòÿæåíèè è öèêëè-
÷åñêîì íàãðóæåíèè èñïîëüçîâàëè èçâåñòíûé ìåòîä îïðåäåëåíèÿ òâåðäîñòè
[19].  êà÷åñòâå ïàðàìåòðà ïîâðåæäåííîñòè ïðèíÿòî ðàññåÿíèå õàðàêòåðèñòèê
òâåðäîñòè (ãîìîãåííîñòü), ïîëó÷åííûõ ïî ðåçóëüòàòàì ìàññîâûõ èñïûòàíèé
(èçìåðåíèé).
Ìåòîäèêà ïðîâåäåíèÿ ýêñïåðèìåíòà. Èñïûòàíèþ íà ìîíîòîííîå ðàñ-
òÿæåíèå è ìàëîöèêëîâóþ óñòàëîñòü ïîäâåðãàëè ïëîñêèå îáðàçöû (ðèñ. 1),
âûðåçàííûå èç ëèñòîâûõ çàãîòîâîê íåðæàâåþùåé ñòàëè Õ18Í10Ò òîëùèíîé
1,5 ìì è òèòàíîâûõ ñïëàâîâ ÂÒ1 è ÂÒ20 òîëùèíîé 1,0 ìì.
Íà îáðàçöû èç íåðæàâåþùåé ñòàëè Õ18Í10Ò íàíîñèëè PVD-ïîêðûòèÿ
TiN òîëùèíîé 6, 10, 16,5 ìêì, Cr òîëùèíîé 4 ìêì è (Cr+Ni) òîëùèíîé 10 ìêì,
íà îáðàçöû èç òèòàíîâîãî ñïëàâà ÂÒ1 – PVD-ïîêðûòèå TiN òîëùèíîé 6, 10,
16,5 ìêì è íà îáðàçöû èç òèòàíîâîãî ñïëàâà ÂÒ20 – PVD-ïîêðûòèÿ TiN
òîëùèíîé 2, 4, 6, 8, 10 ìêì, (TiC)N òîëùèíîé 2, 4, 8, 10 ìêì è (TiAl)N
òîëùèíîé 2, 4, 6, 8 ìêì.
Ïåðåä íàíåñåíèåì PVD-ïîêðûòèé îáðàçöû î÷èùàëè â ñïèðòîáåíçèíîâîé
ñìåñè, çàòåì ïîìåùàëè â âàêóóìíóþ êàìåðó, îòêà÷èâàëè âîçäóõ äî äàâëåíèÿ
1 33 10 3, � � Ïà, çàïîëíÿëè àçîòîì äî äàâëåíèÿ 2,66 Ïà è ïðîâîäèëè èõ î÷èñòêó â
òëåþùåì ðàçðÿäå â òå÷åíèå 15...25 ìèí (íàïðÿæåíèå íà îáðàçöå 600...1200 Â,
òîê 0,5...1,0 A). Çàòåì èç êàìåðû îòêà÷èâàëè àçîò äî äàâëåíèÿ 1 33 10 2, � � Ïà è
çàïîëíÿëè åå àðãîíîì äî äàâëåíèÿ 6 66 10 2, � � Ïà, âêëþ÷àëè äóãîâîé èñïàðè-
òåëü (òèòàíîâûé êàòîä, òîê äóãè èñïàðèòåëÿ 100 À, íàïðÿæåíèå 30...32 Â).
Ïðè ïîäà÷å íà îáðàçöû íàïðÿæåíèÿ (1100...1300 Â, ýëåêòðè÷åñêèé òîê 24 À)
ïðîèñõîäèò èîííîå òðàâëåíèå ïîâåðõíîñòè. Âðåìÿ òðàâëåíèÿ ñîñòàâëÿåò
15...25 ìèí ïðè òåìïåðàòóðå 510 530... �Ñ. Ïîñëå îêîí÷àíèÿ î÷èñòêè ïåðå-
õîäèëè â ðåæèì îñàæäåíèÿ ïîêðûòèÿ.
Îñàæäåíèå ïîêðûòèÿ TiN ïðîâîäèëè ïðè äàâëåíèè 0,43...0,46 Ïà â ñðåäå
àçîòà. Òîê äóãè èñïàðèòåëÿ ñîñòàâëÿåò 85...95 À, íàïðÿæåíèå – 30...32 Â,
íàïðÿæåíèå íà îáðàçöå – 350...550 Â, òîê – 3...6 À, òåìïåðàòóðà îñàæäåíèÿ –
510 530... .�Ñ Òîëùèíà ïîêðûòèÿ çàâèñåëà îò âðåìåíè îñàæäåíèÿ. Íàïðèìåð,
äëÿ ïîëó÷åíèÿ ïîêðûòèÿ òîëùèíîé 6 ìêì îíî ñîñòàâëÿåò 40 ìèí.
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2011, ¹ 6 25
Ðèñ. 1. Îáðàçåö äëÿ èñïûòàíèé íà ìîíîòîííîå ðàñòÿæåíèå è ìàëîöèêëîâóþ óñòàëîñòü.
Âëèÿíèå PVD-ïîêðûòèé íà ñîïðîòèâëåíèå äåôîðìàöèè ...
Ïîñëå îñàæäåíèÿ ïîêðûòèÿ îáðàçöû âìåñòå ñ êàìåðîé îõëàæäàëè äî
êîìíàòíîé òåìïåðàòóðû (ïðèìåðíî 1 ÷ ïðè äàâëåíèè 1 33 10 3, � � Ïà).
Èñïûòàíèÿ íà ìîíîòîííîå ðàñòÿæåíèå è ìàëîöèêëîâóþ óñòàëîñòü ïðî-
âîäèëè ïðè êîìíàòíîé òåìïåðàòóðå íà âîçäóõå íà ñòàíäàðòíîé ýëåêòðîãèäðàâ-
ëè÷åñêîé ìàøèíå 3201ÓÅ20. Îáðàçöû çàêðåïëÿëè ãèäðàâëè÷åñêèìè çàæè-
ìàìè. Â ìîìåíò ôèêñèðîâàíèÿ ñâîáîäíîãî êîíöà îáðàçöà îñåâûå óñèëèÿ íå
ïðåâûøàëè 1 êÍ. Ñîîñíîñòü ïðèëîæåíèÿ óñèëèé îáåñïå÷èâàëàñü êîíñòðóê-
òèâíî ïðè ñáîðêå ñèëîâîé ðàìû. Äîïîëíèòåëüíûå íàïðÿæåíèÿ îò âîçäåéñòâèÿ
èçãèáàþùèõ ìîìåíòîâ ïðè çàæèìå îáðàçöà íå ïðåâûøàëè 1% ìàêñèìàëüíûõ
îñåâûõ. Îñåâûå óïðóãîïëàñòè÷åñêèå äåôîðìàöèè ðàáî÷åé ÷àñòè îáðàçöà èçìå-
ðÿëè òåíçîìåòðîì.
Ìîíîòîííîå ðàñòÿæåíèå îáðàçöîâ ïðîâîäèëè ïðè ñêîðîñòè ïåðåìåùåíèÿ
àêòèâíîãî çàõâàòà ~ 5 ìì/ìèí, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò ñêîðîñòè íàãðóæåíèÿ 30 ÌÏà/ñ
(ÃÎÑÒ 1497-84). Èñïûòàíèÿ íà ìàëîöèêëîâóþ óñòàëîñòü âûïîëíÿëè ïðè îñå-
âîì ðàñòÿæåíèè ñ ÷àñòîòîé f �0 3, Ãö ïðè òðåóãîëüíîé ôîðìå öèêëà ñ êîíò-
ðîëåì óðîâíÿ ìàêñèìàëüíûõ è ìèíèìàëüíûõ íàïðÿæåíèé (“ìÿãêèé” ðåæèì
íàãðóæåíèÿ). Ïðè ýòîì êîýôôèöèåíò àñèììåòðèè öèêëà íàïðÿæåíèé R� �
�0 060 0 075, ... , . Âåëè÷èíó ìèíèìàëüíûõ öèêëè÷åñêèõ íàïðÿæåíèé ïîääåðæè-
âàëè ïîñòîÿííîé, 70 ÌÏà (3,5...4,2% ìàêñèìàëüíûõ íàïðÿæåíèé). Ïðè òàêîì
ðåæèìå íàãðóæåíèÿ ìàòåðèàë ïîäâåðæåí çíà÷èòåëüíûì óïðóãîïëàñòè÷åñêèì
äåôîðìàöèÿì, âêëþ÷àÿ ïðîöåññû öèêëè÷åñêîé ïîëçó÷åñòè, è â çàâèñèìîñòè îò
âåëè÷èíû íàêîïëåííûõ äåôîðìàöèé öèêëè÷åñêîé ïîëçó÷åñòè ìîæåò ðåàëèçî-
âûâàòüñÿ êâàçèñòàòè÷åñêîå ëèáî óñòàëîñòíîå ðàçðóøåíèå.
Èñïûòûâàëè òðè ñåðèè îáðàçöîâ: â èñõîäíîì ñîñòîÿíèè, ñ PVD-ïîêðû-
òèåì òîëùèíîé 6 ìêì, â òîì ÷èñëå ïîñëå ðàñòÿæåíèÿ èëè ìàëîöèêëîâîãî
íàãðóæåíèÿ.
Ðàñòÿæåíèå îáðàçöîâ èç òèòàíîâîãî ñïëàâà ÂÒ20 â èñõîäíîì ñîñòîÿíèè
ïðîâîäèëè äî çíà÷åíèé äåôîðìàöèé 0,4%, à ïðåäâàðèòåëüíóþ öèêëè÷åñêóþ
íàðàáîòêó – äî 53...86% ÷èñëà öèêëîâ äî ðàçðóøåíèÿ. Ïîñëå ðàñòÿæåíèÿ íà
îáðàçöû íàíîñèëè PVD-ïîêðûòèå TiN òîëùèíîé 6 ìêì è ïîäâåðãàëè èõ
ðàñòÿæåíèþ äî ðàçðóøåíèÿ. Íà îáðàçöû ïîñëå öèêëè÷åñêîé íàðàáîòêè òàêæå
íàíîñèëè PVD-ïîêðûòèå TiN òîëùèíîé 6 ìêì è öèêëè÷åñêîå íàãðóæåíèå
ïðîäîëæàëè äî ðàçðóøåíèÿ ïðè òåõ æå öèêëè÷åñêèõ íàïðÿæåíèÿõ, ÷òî è
íàðàáîòêó. Èñïûòàíèÿ íà ìàëîöèêëîâóþ óñòàëîñòü ïðîâîäèëè äî ïîëíîãî
ðàçðóøåíèÿ îáðàçöîâ.
Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ðàñïðåäåëåíèÿ ïîâðåæäåíèé ïî ïîâåðõíîñòè îáðàçöà ñ
ïîêðûòèåì TiN ïðè ðàñòÿæåíèè è öèêëè÷åñêîì íàãðóæåíèè èñïîëüçîâàëè
èçâåñòíûé ìåòîä [19] îöåíêè “äåãðàäàöèè” ñòðóêòóðíîãî ñîñòîÿíèÿ ìàòåðè-
àëîâ.  êà÷åñòâå ïàðàìåòðà ïîâðåæäåííîñòè ïðèíÿòî ðàññåÿíèå çíà÷åíèé
òâåðäîñòè, îïðåäåëåííûõ ïî ðåçóëüòàòàì ìàññîâûõ èñïûòàíèé (èçìåðåíèé).
Îáðàçîâàíèå ìèêðîòðåùèí ÷àñòî ñ÷èòàþò íà÷àëîì ïîòåðè íåñóùåé ñïî-
ñîáíîñòè êîíñòðóêöèè, à ìîíèòîðèíã åå îñòàòî÷íîãî ðåñóðñà ïðîâîäÿò ïî
ïàðàìåòðàì, õàðàêòåðèçóþùèì äåãðàäàöèþ, ò.å. ñòåïåíü ïîâðåæäåííîñòè ìà-
òåðèàëà.  êà÷åñòâå ïðîñòåéøèõ ìåð ïîâðåæäåííîñòè ïðèíèìàþò ïëîòíîñòü
îáúåìíûõ èëè ïîâåðõíîñòíûõ äåôåêòîâ, ñðåäíåå ðàññòîÿíèå ìåæäó íèìè è
ò.ï. Ê ôèçè÷åñêèì ïàðàìåòðàì, êîòîðûå êîððåëèðóþò ñ ïîâðåæäåííîñòüþ,
îòíîñÿò âíóòðåííåå òðåíèå, äåôåêò ìîäóëÿ óïðóãîñòè èëè ðàçíîñòü ìåæäó
26 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2011, ¹ 6
À. Ï. Ãîïêàëî, Í. Ð. Ìóçûêà, À. Â. Ðóòêîâñêèé, Â. Ï. Øâåö
ìîäóëÿìè ïðè ðàñòÿæåíèè è ñæàòèè, ñêîðîñòü ïðîõîæäåíèÿ çâóêà, ýëåêòðî-
ñîïðîòèâëåíèå è ò.ä.
Ê íàèáîëåå äîñòóïíûì è ïðîñòûì ìåõàíè÷åñêèì ïîêàçàòåëÿì, äëÿ îïðå-
äåëåíèÿ êîòîðûõ íå òðåáóåòñÿ ðàçðóøåíèÿ êîíñòðóêöèè è èçãîòîâëåíèÿ îáðàç-
öîâ, îòíîñèòñÿ òâåðäîñòü. Ñ ýòîé âåëè÷èíîé â áîëüøåé èëè ìåíüøåé ìåðå
êîððåëèðóþò ïðàêòè÷åñêè âñå ìåõàíè÷åñêèå ñâîéñòâà ìàòåðèàëà [20]. Ìåòîäû
ñòàòè÷åñêîé è äèíàìè÷åñêîé òâåðäîñòè øèðîêî ïðèìåíÿþòñÿ â äèàãíîñòèêå
ñîñòîÿíèÿ ìåòàëëà äåéñòâóþùèõ êîíñòðóêöèé òðóáîïðîâîäîâ, ñîñóäîâ äàâëå-
íèÿ, íåñóùèõ ìåòàëëîêîíñòðóêöèé è ò.ï. Îäíàêî, íåñìîòðÿ íà èõ î÷åâèäíûå
äîñòîèíñòâà (óäîáñòâî è ïðîñòîòà ïðèáîðíîãî îáåñïå÷åíèÿ, îñîáåííî ïðè
èñïîëüçîâàíèè äèíàìè÷åñêèõ òâåðäîìåðîâ), ìåòîä òâåðäîñòè â åãî êëàññè÷åñ-
êîì âàðèàíòå ÿâëÿåòñÿ ñëàáî÷óâñòâèòåëüíûì êî ìíîãèì âèäàì òðàíñôîðìà-
öèè ñòðóêòóðû, ò.å. ê ñòåïåíè ïîâðåæäåííîñòè.
Êàê ïîêàçàëè ñïåöèàëüíî ïîñòàâëåííûå îïûòû, áîëåå äîñòîâåðíûìè â
îòíîøåíèè îöåíêè ñîñòîÿíèÿ ñòðóêòóðû ñëåäóåò ñ÷èòàòü íå àáñîëþòíûå
çíà÷åíèÿ îïðåäåëÿåìîé ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêîé õàðàêòåðèñòèêè ìàòåðèàëà, à
íåêîòîðûå ïðîèçâîäíûå îò íèõ, â ÷àñòíîñòè ðàññåÿíèå ðåçóëüòàòîâ èçìå-
ðåíèé, âûïîëíåííûõ íà îäèíàêîâûõ îáðàçöàõ â èäåíòè÷íûõ óñëîâèÿõ [21].
Ðàññåÿíèå îïðåäåëÿåìûõ õàðàêòåðèñòèê, â òîì ÷èñëå òâåðäîñòè, ïðèñóùå
âñåì ìàòåðèàëàì, à ñòåïåíü ðàññåÿíèÿ ñèëüíî çàâèñèò îò èõ ñòðóêòóðíîãî
ñîñòîÿíèÿ. Ñëåäîâàòåëüíî, îá èçìåíåíèè ñòðóêòóðíîãî ñîñòîÿíèÿ, ò.å. î äåãðà-
äàöèè ìàòåðèàëà âñëåäñòâèå íàðàáîòêè â çàäàííûõ óñëîâèÿõ, ìîæíî ñóäèòü
ïî ðàññåÿíèþ çíà÷åíèé åãî ìåõàíè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê.
Ïàðàìåòð ãîìîãåííîñòè m èíòåãðàëüíî õàðàêòåðèçóåò ñòðóêòóðíîå ñîñòîÿ-
íèå ìàòåðèàëà ïðè îáðàáîòêå ðåçóëüòàòîâ ìàññîâûõ èçìåðåíèé òâåðäîñòè.
Îöåíêó ñòðóêòóðíîé íåîäíîðîäíîñòè ìàòåðèàëà ïðè íàëè÷èè äîñòàòî÷íî
áîëüøîé ñîâîêóïíîñòè äàííûõ î åãî ñâîéñòâàõ ìîæíî ïðîâåñòè òîëüêî ñ
ïðèâëå÷åíèåì ìåòîäîâ ìàòåìàòè÷åñêîé ñòàòèñòèêè íà îñíîâå ôèçè÷åñêè
îáîñíîâàííûõ çàêîíîâ ðàñïðåäåëåíèÿ. Î÷åâèäíî, ÷òî çàêîí íîðìàëüíîãî ðàñ-
ïðåäåëåíèÿ â ýòîì ñëó÷àå íåïðèåìëåì, òàê êàê îí ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ è íà
îòðèöàòåëüíûå çíà÷åíèÿ òâåðäîñòè.  òî æå âðåìÿ åñòü áîëüøîé îïûò èñïîëü-
çîâàíèÿ â ìåõàíèêå ìàòåðèàëîâ, â ÷àñòíîñòè ïðè ïîñòðîåíèè ñòàòèñòè÷åñêîé
òåîðèè ïðî÷íîñòè, ðàñïðåäåëåíèÿ Âåéáóëëà [22]
P e k m
( ) ,( / )� �� � �1 (1)
ãäå m, k – ïàðàìåòðû ðàñïðåäåëåíèÿ, ïðè ýòîì m îòîáðàæàåò ñòåïåíü
ðàññåÿíèÿ çíà÷åíèé èññëåäóåìîé õàðàêòåðèñòèêè è îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìó-
ëå Ãóìáåëÿ [23, 24], êîòîðàÿ ïðèìåíèòåëüíî ê èñïûòàíèÿì íà òâåðäîñòü
èìååò âèä
m
d n
S H
�
( )
, (lg )
.
2 30259 (2)
Âåëè÷èíó d n( ) îïðåäåëÿþò â çàâèñèìîñòè îò ÷èñëà n èçìåðåíèé, ïðè
ýòîì n äîëæíî áûòü íå ìåíüøå 15, à âåëè÷èíó S H(lg ) – ïî ðåçóëüòàòàì n
èçìåðåíèé,
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2011, ¹ 6 27
Âëèÿíèå PVD-ïîêðûòèé íà ñîïðîòèâëåíèå äåôîðìàöèè ...
S H
n
H Hi
i
n
(lg ) (lg lg ) ,�
�
�
�
�1
1
2
1
(3)
ãäå lg H – ñðåäíåå çíà÷åíèå ëîãàðèôìà òâåðäîñòè, lg lgH
n
H i
i
n
�
�
�1
1
.
Áîëüøèì çíà÷åíèÿì ïàðàìåòðà m ñîîòâåòñòâóþò íèçêèé óðîâåíü ðàññåÿ-
íèÿ çíà÷åíèé òâåðäîñòè è, ñëåäîâàòåëüíî, ëó÷øàÿ îðãàíèçàöèÿ ñòðóêòóðû è
íèçêàÿ ñòåïåíü ïîâðåæäåííîñòè, ìåíüøèì çíà÷åíèÿì, íàîáîðîò – âûñîêàÿ
ñòåïåíü ïîâðåæäåííîñòè.
Ïðè îáðàáîòêå ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ðåçóëüòàòîâ ïðèìåíÿëñÿ òàêæå êîýô-
ôèöèåíò âàðèàöèè , ïîêàçûâàþùèé ñòåïåíü ðàññåÿíèÿ äàííûõ ïî ñðàâíå-
íèþ ñî ñðåäíèì çíà÷åíèåì [21]
� �
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�1 1
1
2
1
1 2
H n
H Hi
i
n
( ) ,
/
(4)
ãäå H i – çíà÷åíèå òâåðäîñòè ïî i-ó èçìåðåíèþ; H – ñðåäíåå çíà÷åíèå
òâåðäîñòè. Ñ óâåëè÷åíèåì ñòåïåíè íåîäíîðîäíîñòè ìàòåðèàëà çíà÷åíèÿ ïàðà-
ìåòðà ïîâûøàþòñÿ.
Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ðàñïðåäåëåíèÿ ïîâðåæäåííîñòè ìàòåðèàëà ïî äëèíå
îáðàçöà ïîñëå ïðîâåäåíèÿ èñïûòàíèé ïðè ðàñòÿæåíèè è öèêëè÷åñêîì íàãðó-
æåíèè â èñõîäíîì ñîñòîÿíèè è ñ ïîêðûòèåì TiN, â òîì ÷èñëå ïîñëå öèêëè-
÷åñêîé íàðàáîòêè, ïðîâîäèëè èçìåðåíèÿ òâåðäîñòè ïî ïîâåðõíîñòè â íåíàãðó-
æåííîé ÷àñòè îáðàçöîâ (çàõâàòîâ), â íà÷àëå ðàáî÷åé ÷àñòè, ìåæäó åå íà÷àëîì
è çîíîé ðàçðóøåíèÿ è íà ðàññòîÿíèè 5–7 ìì îò êðàÿ ðàçðóøåíèÿ (çîíà ðàçðó-
øåíèÿ). Òâåðäîñòü èçìåðÿëè òâåðäîìåðîì Computest-ST (Ernst, Øâåéöàðèÿ).
 êàæäîé èññëåäóåìîé çîíå îáðàçöà ïðîâîäèëè 35 èçìåðåíèé.
Ðåçóëüòàòû è èõ îáñóæäåíèå. Ìåõàíè÷åñêèå ñâîéñòâà. Ýêñïåðèìåíòàëü-
íî èññëåäîâàëè âëèÿíèå òîëùèíû ïîêðûòèé íà ïðî÷íîñòü ïðè ðàñòÿæåíèè.
Äàííûå òàáë. 1 è ðèñ. 2 ïîêàçûâàþò, êàê âëèÿåò èîííîå òðàâëåíèå è ïîñëå-
äóþùåå íàíåñåíèå ïîêðûòèé íà óñëîâíûé ïðåäåë òåêó÷åñòè � 0 2, è ïðåäåë
ïðî÷íîñòè ïðè ðàñòÿæåíèè � â èññëåäîâàííûõ ìàòåðèàëîâ. Òàê, ñóùåñòâåí-
íûé âêëàä â ïîâûøåíèå óñëîâíîãî ïðåäåëà òåêó÷åñòè âíîñèò ïîäãîòîâèòåëü-
íàÿ îïåðàöèÿ èîííîãî òðàâëåíèÿ (äëÿ òèòàíîâîãî ñïëàâà ÂÒ1 – íà 12,3%, äëÿ
íåðæàâåþùåé ñòàëè Õ18Í10Ò – íà 25,5%). Äëÿ ðàññìàòðèâàåìûõ ìàòåðèàëîâ
è íàíåñåííûõ PVD-ïîêðûòèé âî âñåõ ñëó÷àÿõ óñëîâíûé ïðåäåë òåêó÷åñòè
óâåëè÷èëñÿ îò 13,1 äî 32,0% ïðè òîëùèíå íàíåñåííîãî ñëîÿ 4...10 ìêì.
Îòìåòèì, ÷òî îáðàáîòêà ïîâåðõíîñòè ìàòåðèàëîâ ïóòåì íàíåñåíèÿ PVD-
ïîêðûòèé, â òîì ÷èñëå ïîñëå ðàñòÿæåíèÿ äî äåôîðìàöèè 0,4%, âûçûâàåò
ïîâûøåíèå óñëîâíîãî ïðåäåëà òåêó÷åñòè, ÷òî ïðèâîäèò ê óìåíüøåíèþ äèàïà-
çîíà íàïðÿæåíèé äåôîðìàöèîííîãî óïðî÷íåíèÿ � �â � 0 2, (òàáë. 2, ðèñ. 3).
Íàèáîëüøàÿ ñêëîííîñòü ê äåôîðìàöèîííîìó óïðî÷íåíèþ îòìå÷àåòñÿ ó òèòà-
íîâîãî ñïëàâà ÂÒ1, íàèìåíüøàÿ – ó ÂÒ20.
28 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2011, ¹ 6
À. Ï. Ãîïêàëî, Í. Ð. Ìóçûêà, À. Â. Ðóòêîâñêèé, Â. Ï. Øâåö
Óñòàëîñòíàÿ ïðî÷íîñòü è äîëãîâå÷íîñòü. Ðåçóëüòàòû èñïûòàíèé íà
ìàëîöèêëîâóþ óñòàëîñòü îáðàçöîâ èç òèòàíîâîãî ñïëàâà ÂÒ20 â èñõîäíîì
ñîñòîÿíèè è ïîñëå íàíåñåíèÿ PVD-ïîêðûòèÿ TiN òîëùèíîé 6 ìêì, â òîì
÷èñëå ïîñëå öèêëè÷åñêîé íàðàáîòêè, ïðåäñòàâëåíû íà ðèñ. 4. Ïðè çíà÷åíèÿõ
ìàêñèìàëüíûõ öèêëè÷åñêèõ íàïðÿæåíèé ïðèáëèçèòåëüíî 1075 ÌÏà êðèâûå
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2011, ¹ 6 29
Ò à á ë è ö à 1
Õàðàêòåðèñòèêè ïðî÷íîñòè èññëåäóåìûõ ìàòåðèàëîâ ïðè ìîíîòîííîì ðàñòÿæåíèè
Ìàòåðèàë,
ïîêðûòèå
Èñõîäíîå
ñîñòîÿíèå
Èîííîå
òðàâëåíèå
(0,25 ìêì)
Òîëùèíà ïîêðûòèÿ, ìêì
2 4 6 8 10 16,5
ÂÒ1
(TiN)
243 0
693 6
,
,
273 0
696 7
,
,
– –
287 0
688 0
,
,
–
290 0
683 0
,
,
276 0
680 0
,
,
Õ18Í10Ò
(TiN)
535 0
949 8
,
,
671 5
998 1
,
,
– –
685 0
1026 0
,
,
–
706 2
1045 4
,
,
670 0
1012 0
,
,
Õ18Í10Ò
(Cr)
535 0
949 8
,
,
– –
646 3
967 7
,
,
– – – –
Õ18Í10Ò
(Cr+TiN)
535 0
949 8
,
,
– – – – –
693 6
1018 1
,
,
–
ÂÒ20
(TiN)
977 0
1114 2
,
,
–
1097 2
1095 3
,
,
1100 4
1192 0
,
,
1108 3
1191 7
,
,
1108 2
1183 8
,
,
1105 2
1189 3
,
,
–
ÂÒ20
(TiC)N
977 0
1114 2
,
,
–
1152 1
1171 9
,
,
1159 8
1169 8
,
,
–
11511
1177 9
,
,
1162 1
1181 9
,
,
–
ÂÒ20
(TiAl)N
977 0
1114 2
,
,
–
1062 4
1130 4
,
,
1089 1
1150 2
,
,
1105 2
1155 7
,
,
1103 9
1181 6
,
,
– –
Ïðèìå÷àíèå. Íàä ÷åðòîé ïðèâåäåíû äàííûå äëÿ �0 2, , ïîä ÷åðòîé – äëÿ � â.
a á
Ðèñ. 2. Çàâèñèìîñòü óñëîâíîãî ïðåäåëà òåêó÷åñòè (à) è ïðåäåëà ïðî÷íîñòè (á) èññëåäîâàííûõ
ìàòåðèàëîâ îò òîëùèíû íàíåñåííîãî PVD-ïîêðûòèÿ: 1 – ÂÒ1 (TiN); 2 – ÂÒ1 (èîííîå òðàâëå-
íèå); 3 – Õ18Í10Ò (TiN); 4 – Õ18Í10Ò (èîííîå òðàâëåíèå); 5 – Õ18Í10Ò (Cr); 6 – X18H10T
(Cr+TiN); 7 – BT20 (TiN); 8 – BT20 (TiC)N; 9 – BT20 (TiAl)N.
Âëèÿíèå PVD-ïîêðûòèé íà ñîïðîòèâëåíèå äåôîðìàöèè ...
óñòàëîñòè èìåþò õàðàêòåðíûé ïåðåëîì, êîòîðûé îáóñëîâëåí ïåðåõîäîì îò
êâàçèñòàòè÷åñêîãî ðàçðóøåíèÿ ê óñòàëîñòíîìó.
Íà ðèñ. 5 ïðåäñòàâëåíû ôîòîãðàôèè ðàçðóøåííûõ îáðàçöîâ, õàðàêòåðíûå
äëÿ äèàïàçîíà ìàëîöèêëîâîãî êâàçèñòàòè÷åñêîãî è óñòàëîñòíîãî ðàçðóøåíèÿ.
30 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2011, ¹ 6
À. Ï. Ãîïêàëî, Í. Ð. Ìóçûêà, À. Â. Ðóòêîâñêèé, Â. Ï. Øâåö
Ò à á ë è ö à 2
Ìåõàíè÷åñêèå ñâîéñòâà òèòàíîâîãî ñïëàâà ÂÒ20
Ìàòåðèàë � â,
ÌÏà
�0 2, ,
ÌÏà
� �â � 0 2, ,
ÌÏà
�, % � , %
Èñõîäíûé 1114,2 977,0 137,2 11,50 18,63
Ïîêðûòèå TiN 1192,0 1108,3 83,7 9,33 13,89
Äåôîðìàöèÿ 0,4% + TiN 1309,0 1258,9 50,1 8,00 11,27
Ðèñ. 3. Çàâèñèìîñòü äåôîðìàöèîííîãî óïðî÷íåíèÿ èññëåäîâàííûõ ìàòåðèàëîâ îò òîëùèíû
ïîêðûòèÿ. (Îáîçíà÷åíèÿ òå æå, ÷òî è íà ðèñ. 2.)
Ðèñ. 4. Êðèâûå ìàëîöèêëîâîé óñòàëîñòè òèòàíîâîãî ñïëàâà ÂÒ20 â èñõîäíîì ñîñòîÿíèè (1),
ïîñëå íàíåñåíèÿ PVD-ïîêðûòèÿ TiN òîëùèíîé 6 ìêì (2), â òîì ÷èñëå ïîñëå öèêëè÷åñêîé
íàðàáîòêè (3) è íàðàáîòêè + TiN (4); ñâåòëûå òî÷êè – êâàçèñòàòè÷åñêîå ðàçðóøåíèå, òåìíûå –
óñòàëîñòíîå.
Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî íàíåñåíèå PVD-ïîêðûòèÿ TiN òîëùèíîé 6 ìêì ïîâû-
øàåò ñîïðîòèâëåíèå ìàëîöèêëîâîìó íàãðóæåíèþ îòíîñèòåëüíî èñõîäíîãî
ñîñòîÿíèÿ ñïëàâà ÂÒ20 â äèàïàçîíå ìàëîöèêëîâîãî êâàçèñòàòè÷åñêîãî ðàçðó-
øåíèÿ è íå îêàçûâàåò ñóùåñòâåííîãî âëèÿíèÿ íà öèêëè÷åñêóþ äîëãîâå÷íîñòü
â äèàïàçîíå ìàëîöèêëîâîãî óñòàëîñòíîãî ðàçðóøåíèÿ (ýêñïåðèìåíòàëüíûå
òî÷êè íàõîäÿòñÿ â ïîëîñå åñòåñòâåííîãî ðàçáðîñà). Íàíåñåíèå PVD-ïîêðûòèÿ
TiN òîëùèíîé 6 ìêì íà îáðàçöû ïîñëå öèêëè÷åñêîé íàðàáîòêè äî çíà÷åíèé
53...86% ÷èñëà öèêëîâ äî ðàçðóøåíèÿ â 1,5...3,0 ðàçà ïîâûøàåò öèêëè÷åñêóþ
äîëãîâå÷íîñòü ìàòåðèàëà îòíîñèòåëüíî èñõîäíîãî ñîñòîÿíèÿ â äèàïàçîíå
ìàëîöèêëîâîãî óñòàëîñòíîãî ðàçðóøåíèÿ ïðè íåçíà÷èòåëüíîì ðàçáðîñå ýêñïå-
ðèìåíòàëüíûõ äàííûõ. Çàìåòèì, ÷òî òàêàÿ êîìáèíàöèÿ öèêëè÷åñêîé íàðàáîò-
êè è ïîñëåäóþùåãî íàíåñåíèÿ PVD-ïîêðûòèÿ TiN ïðèâîäèò òîëüêî ê óñòà-
ëîñòíîìó ðàçðóøåíèþ (îòñóòñòâèþ íà êðèâîé óñòàëîñòè äèàïàçîíà êâàçè-
ñòàòè÷åñêîãî ðàçðóøåíèÿ).
Ïîâûøåíèå äîëãîâå÷íîñòè îáðàçöîâ èç òèòàíîâîãî ñïëàâà ÂÒ20 ñ PVD-
ïîêðûòèåì TiN ïîñëå öèêëè÷åñêîé íàðàáîòêè ìîæíî îáúÿñíèòü óïðî÷íÿ-
þùèì äåéñòâèåì âîçíèêøèõ â ïðîöåññå íàíåñåíèÿ ïîêðûòèÿ TiN îñòàòî÷íûõ
ñæèìàþùèõ íàïðÿæåíèé, êîòîðûå èçìåíÿþò öèêëè÷åñêèå ñâîéñòâà ìàòåðèàëà
è ñîîòâåòñòâåííî êèíåòèêó öèêëè÷åñêîé óïðóãîïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè
(ðèñ. 6). Ïðè öèêëè÷åñêîì íàãðóæåíèè (íàðàáîòêà) èñõîäíîãî îáðàçöà òèòàíî-
âûé ñïëàâ ïðîÿâëÿåò ñâîéñòâà, õàðàêòåðíûå äëÿ öèêëè÷åñêè óïðî÷íÿþùåãîñÿ
ìàòåðèàëà: ñíèæåíèå óïðóãîïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè, çàòåì åå ñêà÷îê, âû-
çâàííûé äåéñòâèåì ñæèìàþùèõ íàïðÿæåíèé îò íàíåñåííîãî ïîêðûòèÿ TiN.
Ïðè ïîñëåäóþùåì öèêëè÷åñêîì íàãðóæåíèè ìàòåðèàë èçìåíÿåò ñâîè ñâîé-
ñòâà è ñòàíîâèòñÿ öèêëè÷åñêè ðàçóïðî÷íÿþùèìñÿ (èìååò ìåñòî ðîñò óïðóãî-
ïëàñòè÷åñêèõ äåôîðìàöèé).
Åñëè çíà÷åíèÿ ìàêñèìàëüíûõ öèêëè÷åñêèõ íàïðÿæåíèé íà êðèâûõ
ìàëîöèêëîâîé óñòàëîñòè (ðèñ. 4) îòíåñòè ê óñëîâíîìó ïðåäåëó òåêó÷åñòè
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2011, ¹ 6 31
à á
Ðèñ. 5. Îáùèé âèä ðàçðóøåíèÿ ðàáî÷åé ÷àñòè îáðàçöîâ èç ñïëàâà ÂÒ20 ñ PVD-ïîêðûòèåì TiN
ïîñëå èñïûòàíèé íà ìàëîöèêëîâóþ óñòàëîñòü: à – ìàëîöèêëîâîå êâàçèñòàòè÷åñêîå ðàçðóøå-
íèå; á – ìàëîöèêëîâîå óñòàëîñòíîå ðàçðóøåíèå.
Âëèÿíèå PVD-ïîêðûòèé íà ñîïðîòèâëåíèå äåôîðìàöèè ...
� �max ,0 2 (ðèñ. 7) ñîîòâåòñòâåííî äëÿ ìàòåðèàëà â èñõîäíîì ñîñòîÿíèè è
ïîñëå íàíåñåíèÿ PVD-ïîêðûòèÿ TiN (îòíîñèòåëüíàÿ íàãðóæåííîñòü ìàòå-
ðèàëà), òî âçàèìíîå ðàñïîëîæåíèå êðèâûõ ìàëîöèêëîâîé óñòàëîñòè èçìåíèò-
ñÿ. Òàê, â èññëåäîâàííîì äèàïàçîíå äîëãîâå÷íîñòåé äëÿ òèòàíîâîãî ñïëàâà
ÂÒ20 â èñõîäíîì ñîñòîÿíèè çíà÷åíèÿ ìàêñèìàëüíûõ öèêëè÷åñêèõ íàïðÿ-
æåíèé ïðåâûøàþò óñëîâíûé ïðåäåë òåêó÷åñòè, â îòëè÷èå îò òàêîâûõ äëÿ
ýòîãî ìàòåðèàëà, íî ñ ïîêðûòèåì TiN, â òîì ÷èñëå ïîñëå öèêëè÷åñêîé
íàðàáîòêè, êîãäà íàïðÿæåíèå íèæå óñëîâíîãî ïðåäåëà òåêó÷åñòè. Ïîâåðõ-
íîñòíàÿ îáðàáîòêà ïîâûøàåò óñëîâíûé ïðåäåë òåêó÷åñòè è öèêëè÷åñêóþ
äîëãîâå÷íîñòü, ñíèæàÿ òåì ñàìûì îòíîñèòåëüíóþ íàãðóæåííîñòü ìàòåðèàëà.
32 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2011, ¹ 6
À. Ï. Ãîïêàëî, Í. Ð. Ìóçûêà, À. Â. Ðóòêîâñêèé, Â. Ï. Øâåö
Ðèñ. 6. Êèíåòèêà ïîëíîé óïðóãîïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè çà öèêë äëÿ òèòàíîâîãî ñïëàâà
ÂÒ20: ñâåòëûå òî÷êè – öèêëè÷åñêàÿ íàðàáîòêà èñõîäíîãî îáðàçöà, òåìíûå – ïðîäîëæåíèå
öèêëè÷åñêîãî íàãðóæåíèÿ ïîñëå íàíåñåíèÿ PVD-ïîêðûòèÿ TiN ïðè òåõ æå íàïðÿæåíèÿõ, ÷òî è
íàðàáîòêà (1 – � �1000 ÌÏà; 2 – � �1040 ÌÏà; 3 – � �1060 ÌÏà; 4 – � �1080 ÌÏà; 5 –
� �1090 ÌÏà).
Ðèñ. 7. Êðèâûå ìàëîöèêëîâîé óñòàëîñòè òèòàíîâîãî ñïëàâà ÂÒ20 â ïðèâåäåííûõ êîîðäèíàòàõ:
îòíîøåíèå ìàêñèìàëüíûõ íàïðÿæåíèé â öèêëå ê óñëîâíîìó ïðåäåëó òåêó÷åñòè – ÷èñëî öèêëîâ
äî ðàçðóøåíèÿ: �0 2 977, � ÌÏà – äëÿ îáðàçöîâ â èñõîäíîì ñîñòîÿíèè, �0 2 1108 3, ,� ÌÏà –
äëÿ îáðàçöîâ ñ ïîêðûòèåì TiN. (Îáîçíà÷åíèÿ òå æå, ÷òî è íà ðèñ. 4.)
Íà çàâèñèìîñòè öèêëè÷åñêîé äîëãîâå÷íîñòè òèòàíîâîãî ñïëàâà ÂÒ20 êàê
â èñõîäíîì ñîñòîÿíèè, òàê è ïðè íàíåñåíèè PVD-ïîêðûòèÿ TiN, â òîì ÷èñëå
ïîñëå öèêëè÷åñêîé íàðàáîòêè, îò íàêîïëåííûõ äî ðàçðóøåíèÿ äåôîðìàöèé
öèêëè÷åñêîé ïîëçó÷åñòè �ð (ðèñ. 8) òàêæå ìîæíî âûäåëèòü çîíû êâàçè-
ñòàòè÷åñêîãî è óñòàëîñòíîãî ðàçðóøåíèÿ.  äàííîì èññëåäîâàíèè ïðè çíà÷å-
íèÿõ �ð áîëåå 4% âèä ðàçðóøåíèÿ ïðèíÿòî ñ÷èòàòü êâàçèñòàòè÷åñêèì, ïðè
çíà÷åíèÿõ ìåíåå 4% – óñòàëîñòíûì.
Ðèñ. 9 èëëþñòðèðóåò âëèÿíèå íàíåñåíèÿ PVD-ïîêðûòèÿ TiN, â òîì ÷èñëå
ïîñëå öèêëè÷åñêîé íàðàáîòêè, íà çàâèñèìîñòü íàêîïëåííûõ äî ðàçðóøåíèÿ
äåôîðìàöèé öèêëè÷åñêîé ïîëçó÷åñòè îò ìàêñèìàëüíûõ öèêëè÷åñêèõ íàïðÿ-
æåíèé. Íàêîïëåíèå äî ðàçðóøåíèÿ äåôîðìàöèé öèêëè÷åñêîé ïîëçó÷åñòè áîëåå
4% ïðîèñõîäèò ïðè çíà÷åíèÿõ ìàêñèìàëüíûõ öèêëè÷åñêèõ íàïðÿæåíèé âûøå
1075 ÌÏà, ÷òî îòâå÷àåò äèàïàçîíó êâàçèñòàòè÷åñêîãî ðàçðóøåíèÿ (ðèñ. 4).
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2011, ¹ 6 33
Ðèñ. 8. Çàâèñèìîñòü öèêëè÷åñêîé äîëãîâå÷íîñòè òèòàíîâîãî ñïëàâà ÂÒ20 îò íàêîïëåííûõ äî
ðàçðóøåíèÿ äåôîðìàöèé öèêëè÷åñêîé ïîëçó÷åñòè. (Îáîçíà÷åíèÿ òå æå, ÷òî è íà ðèñ. 4.)
Ðèñ. 9. Çàâèñèìîñòü íàêîïëåííûõ äî ðàçðóøåíèÿ äåôîðìàöèé öèêëè÷åñêîé ïîëçó÷åñòè òèòà-
íîâîãî ñïëàâà ÂÒ20 îò ìàêñèìàëüíûõ öèêëè÷åñêèõ íàïðÿæåíèé. (Îáîçíà÷åíèÿ òå æå, ÷òî è íà
ðèñ. 4.)
Âëèÿíèå PVD-ïîêðûòèé íà ñîïðîòèâëåíèå äåôîðìàöèè ...
Õàðàêòåð êðèâûõ ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì, ÷òî ïðè óñòàëîñòíîì ðàçðóøåíèè ïî
ìåðå ñíèæåíèÿ ìàêñèìàëüíûõ íàïðÿæåíèé öèêëà âåëè÷èíà �p àñèìïòîòè-
÷åñêè ïðèáëèæàåòñÿ ê íóëþ, â òî âðåìÿ êàê ïðè êâàçèñòàòè÷åñêîì ðàçðóøåíèè
ïî ìåðå ïîâûøåíèÿ óðîâíÿ ìàêñèìàëüíûõ íàïðÿæåíèé â öèêëå îíà ñòðåìèòñÿ
ê ïðåäåëüíûì çíà÷åíèÿì èñõîäíîé ïëàñòè÷íîñòè �, îïðåäåëÿåìîé ïðè èñïû-
òàíèÿõ íà ðàñòÿæåíèå (òàáë. 2).
Âëèÿíèå PVD-ïîêðûòèé íà ðàñïðåäåëåíèå ïîâðåæäåíèé ïðè ðàñòÿæå-
íèè è öèêëè÷åñêîì íàãðóæåíèè. Èññëåäîâàíèÿ õàðàêòåðà ðàñïðåäåëåíèÿ ïî-
âðåæäåíèé ïðîâîäèëè íà îáðàçöàõ èç òèòàíîâîãî ñïëàâà ÂÒ20. Ðåçóëüòàòû
èçìåðåíèÿ ðàñïðåäåëåíèÿ òâåðäîñòè HRC ïî ïîâåðõíîñòè íàãðóæåííîé è
íåíàãðóæåííîé ÷àñòè îáðàçöà ïðåäñòàâëåíû íà ðèñ. 10 â âèäå ñðåäíèõ çíà÷å-
íèé òâåðäîñòè ïî äàííûì 35 èçìåðåíèé â êàæäîé èññëåäóåìîé çîíå â
èñõîäíîì ñîñòîÿíèè, ïîñëå íàíåñåíèÿ ïîêðûòèÿ TiN è öèêëè÷åñêîé íàðà-
áîòêè äî 53...86% ÷èñëà öèêëîâ äî ðàçðóøåíèÿ. Äëÿ èññëåäîâàíèé ðàñïðå-
äåëåíèÿ ïîâðåæäåííîñòè ïðè öèêëè÷åñêîì íàãðóæåíèè âûáèðàëè âèä ðàçðó-
øåíèÿ îáðàçöà èç êâàçèñòàòè÷åñêîãî è óñòàëîñòíîãî äèàïàçîíà. Ïîëó÷åííûå
ðåçóëüòàòû ïîêàçûâàþò, ÷òî ìåòîä äèàãíîñòèêè, îñíîâàííûé íà èçìåðåíèÿõ
òâåðäîñòè, ìàëî÷óâñòâèòåëåí ê òðàíñôîðìàöèÿì ñòðóêòóðû, ò.å. ïîâðåæäåí-
íîñòè ìàòåðèàëà. Ïðèâåäåííûå íà ðèñ. 10 äàííûå îá èçìåíåíèè òâåðäîñòè
ìàòåðèàëà îáðàçöîâ â ïðîöåññå èñïûòàíèé íà ðàñòÿæåíèå â èñõîäíîì ñîñòîÿ-
íèè, öèêëè÷åñêîå íàãðóæåíèå ïðè êâàçèñòàòè÷åñêîì è óñòàëîñòíîì ðàçðó-
øåíèè îáðàçöîâ â èñõîäíîì ñîñòîÿíèè è ñ íàíåñåííûì ïîêðûòèåì TiN, à
òàêæå ïîñëå öèêëè÷åñêîé íàðàáîòêè è íàíåñåíèÿ ïîêðûòèÿ TiN ñâèäåòåëü-
ñòâóþò î òîì, ÷òî òâåðäîñòü èññëåäîâàííûõ ìàòåðèàëîâ â óñëîâèÿõ ïðèâå-
äåííûõ âûøå ðåæèìîâ èçìåíÿåòñÿ íåîäíîçíà÷íî: îíà ìîæåò êàê ïîâûøàòüñÿ,
òàê è ïîíèæàòüñÿ.
34 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2011, ¹ 6
À. Ï. Ãîïêàëî, Í. Ð. Ìóçûêà, À. Â. Ðóòêîâñêèé, Â. Ï. Øâåö
Ðèñ. 10. Ðàñïðåäåëåíèå òâåðäîñòè ïî äëèíå îáðàçöà â èñõîäíîì ñîñòîÿíèè (1–3), ïîñëå
íàíåñåíèÿ ïîêðûòèÿ TiN (4, 5) è öèêëè÷åñêîé íàðàáîòêè + TiN (6, 7) ïðè ðàçëè÷íûõ ðåæèìàõ
íàãðóæåíèÿ (ñâåòëûå òî÷êè – êâàçèñòàòè÷åñêîå ðàçðóøåíèå, òåìíûå – óñòàëîñòíîå): 1 –
ðàñòÿæåíèå; 2 – öèêëè÷åñêîå íàãðóæåíèå, � max �1098 ÌÏà; 3 – öèêëè÷åñêîå íàãðóæåíèå,
� max �1034 ÌÏà; 4 – öèêëè÷åñêîå íàãðóæåíèå, � max �1070 ÌÏà; 5 – öèêëè÷åñêîå íàãðó-
æåíèå, � max � 980 ÌÏà; 6 – öèêëè÷åñêîå íàãðóæåíèå, � max �1090 ÌÏà; 7 – öèêëè÷åñêîå
íàãðóæåíèå, � max �1000 ÌÏà.
Ðàñïðåäåëåíèå òâåðäîñòè ïî ïîâåðõíîñòè íàãðóæåííîé ÷àñòè îáðàçöîâ
çàâèñèò îò âèäà èñïûòàíèÿ (ðàñòÿæåíèå èëè öèêëè÷åñêîå íàãðóæåíèå), íàëè-
÷èÿ ïîêðûòèÿ TiN è èñòîðèè íàãðóæåíèÿ (ðèñ. 10). Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé
ïîêàçûâàþò, ÷òî ïðè ðàñòÿæåíèè è öèêëè÷åñêîì íàãðóæåíèè îáðàçöîâ â
èñõîäíîì ñîñòîÿíèè òâåðäîñòü ðàáî÷åé ÷àñòè íåçíà÷èòåëüíî óâåëè÷èâàåòñÿ,
îäíàêî ïî ìåðå ïðèáëèæåíèÿ ê çîíå ðàçðóøåíèÿ óìåíüøàåòñÿ (íà ðèñ. 10
êðèâûå 1–3). Òâåðäîñòü ïî äëèíå îáðàçöà ñ ïîêðûòèåì TiN â óñëîâèÿõ
öèêëè÷åñêîãî íàãðóæåíèÿ èçìåíÿåòñÿ áîëüøå, ÷åì îáðàçöîâ áåç ïîêðûòèÿ,
ïðè ýòîì íàðàáîòêà ñ ïîñëåäóþùèì ïîêðûòèåì TiN ïðèâîäèò ê ïîâûøåíèþ
çíà÷åíèé òâåðäîñòè â ðàáî÷åé çîíå îáðàçöà.
Ðàñïðåäåëåíèå ïîâðåæäåíèé ïî ïîâåðõíîñòè îáðàçöà, õàðàêòåðèçóåìîå
ïàðàìåòðàìè ãîìîãåííîñòè è äèñïåðñèè (ðàññåÿíèå çíà÷åíèé òâåðäîñòè), ïðè-
âåäåíî íà ðèñ. 11, 12.
Ðàñïðåäåëåíèå ïàðàìåòðà ãîìîãåííîñòè ïî äëèíå îáðàçöà (â çîíå çàõâàòà
îáðàçöà, â íà÷àëå è íà ñåðåäèíå ðàáî÷åé ÷àñòè, ìåæäó åå íà÷àëîì è çîíîé
ðàçðóøåíèÿ, à òàêæå â îáëàñòè, ïðèìûêàþùåé ê çîíå ðàçðóøåíèÿ, äëÿ êîòî-
ðîé õàðàêòåðíà íàèáîëüøàÿ ïîâðåæäåííîñòü) èëëþñòðèðóåò ðèñ. 11. Óðîâåíü
ïîâðåæäåííîñòè çàâèñèò îò âèäà èñïûòàíèÿ, íàëè÷èÿ ïîêðûòèÿ TiN è óðîâíÿ
íàïðÿæåíèé, ñïîñîáñòâóþùèõ îïðåäåëåííîìó âèäó ðàçðóøåíèÿ. Îòìåòèì,
÷òî áëàãîäàðÿ ïîêðûòèþ TiN ñíèæàåòñÿ óðîâåíü ïîâðåæäåíèé íà ïîâåðõ-
íîñòè îáðàçöà. Íàðàáîòêà ñ ïîñëåäóþùèì íàíåñåíèåì ïîêðûòèÿ TiN ïðèâî-
äèò ê ïîâûøåíèþ ïàðàìåòðà ãîìîãåííîñòè, ò.å. ñíèæåíèþ ïîâðåæäåííîñòè
ìàòåðèàëà â çîíå, ïðèìûêàþùåé ê çîíå ðàçðóøåíèÿ, íà 40...42% îòíîñè-
òåëüíî àíàëîãè÷íîãî ïàðàìåòðà â íåíàãðóæåííîé ÷àñòè îáðàçöà, â òî âðåìÿ
êàê òâåðäîñòü èçìåíÿåòñÿ íå áîëåå ÷åì íà 5%.
Õàðàêòåð èçìåíåíèÿ ïàðàìåòðà ãîìîãåííîñòè ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì, ÷òî
íà ïðîöåññ íàêîïëåíèÿ ïîâðåæäåíèé âëèÿåò òàêæå óðîâåíü ìàêñèìàëüíûõ
íàïðÿæåíèé â öèêëå. Ïðè èõ áîëüøèõ çíà÷åíèÿõ (äèàïàçîí êâàçèñòàòè÷åñêîãî
ðàçðóøåíèÿ) ýòîò ïðîöåññ ïðîòåêàåò çíà÷èòåëüíî èíòåíñèâíåå, õîòÿ ðàçíèöà
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2011, ¹ 6 35
Ðèñ. 11. Ðàñïðåäåëåíèå ïàðàìåòðà ãîìîãåííîñòè ïî äëèíå îáðàçöà â èñõîäíîì ñîñòîÿíèè,
ïîñëå íàíåñåíèÿ ïîêðûòèÿ TiN è ïîñëå öèêëè÷åñêîé íàðàáîòêè ïðè ðàçëè÷íûõ ðåæèìàõ
íàãðóæåíèÿ. (Îáîçíà÷åíèÿ òå æå, ÷òî è íà ðèñ. 10.)
Âëèÿíèå PVD-ïîêðûòèé íà ñîïðîòèâëåíèå äåôîðìàöèè ...
ìåæäó óðîâíÿìè ìàêñèìàëüíûõ íàïðÿæåíèé öèêëà äëÿ äðóãèõ îáðàçöîâ,
ðàññìîòðåííûõ â íàñòîÿùåé ðàáîòå, ñîñòàâëÿëà 8...9%. Ñëåäóåò îáðàòèòü
âíèìàíèå íà ðàñïðåäåëåíèå ïàðàìåòðà ãîìîãåííîñòè ïî äëèíå îáðàçöîâ. Òàê,
óñòàëîñòíîå ðàçðóøåíèå îáðàçöîâ ïðè öèêëè÷åñêîì íàãðóæåíèè â èñõîäíîì
ñîñòîÿíèè âûçûâàåò ñíèæåíèå ïàðàìåòðà ãîìîãåííîñòè â çîíå ðàçðóøåíèÿ
îòíîñèòåëüíî íåíàãðóæåííîé èõ ÷àñòè íà 33,7%, â òî âðåìÿ êàê ïðè êâàçè-
ñòàòè÷åñêîì – íà 56%. Äëÿ ñðàâíåíèÿ: ïðè ñòàòè÷åñêîì íàãðóæåíèè òàêîå
ñíèæåíèå ðàâíî 52%. Ýòî ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì, ÷òî ïðè óñòàëîñòíîì
ðàçðóøåíèè ìàòåðèàë â çîíå ðàçðóøåíèÿ ïîâðåæäàåòñÿ ìåíüøå, ÷åì ïðè
êâàçèñòàòè÷åñêîì, ñëåäîâàòåëüíî, òåìï ðîñòà íàêîïëåíèÿ ïîâðåæäåíèé íèæå.
Íàíåñåíèå ïîêðûòèÿ TiN, â òîì ÷èñëå ïîñëå öèêëè÷åñêîé íàðàáîòêè, íåçà-
âèñèìî îò âèäà ðàçðóøåíèÿ ïðèâîäèò ê óìåíüøåíèþ ïàðàìåòðà ãîìîãåí-
íîñòè â çîíå ðàçðóøåíèÿ îòíîñèòåëüíî íåíàãðóæåííîé ÷àñòè îáðàçöà íà
38,5...41,5%, ò.å. áëàãîäàðÿ ïîêðûòèþ íàêîïëåíèå ïîâðåæäåíèé ñíèæàåòñÿ.
Íà ðèñ. 12 ïðèâåäåíî ðàñïðåäåëåíèå ïàðàìåòðà äèñïåðñèè (ðàññåÿíèå
çíà÷åíèé òâåðäîñòè) ïî äëèíå îáðàçöà â èñõîäíîì ñîñòîÿíèè, ïîñëå íàíå-
ñåíèÿ ïîêðûòèÿ TiN, öèêëè÷åñêîé íàðàáîòêè ïðè ðàçëè÷íûõ ðåæèìàõ íàãðó-
æåíèÿ è óðîâíÿõ íàïðÿæåíèé.
Ïðåäñòàâëåííûå ðåçóëüòàòû ñâèäåòåëüñòâóþò î ïîâûøåíèè ðàññåÿíèÿ
çíà÷åíèé òâåðäîñòè â çîíå ðàçðóøåíèÿ îáðàçöîâ íåçàâèñèìî îò âèäà íàãðó-
æåíèÿ è ðàçðóøåíèÿ. Íàíåñåíèå ïîêðûòèÿ ïîñëå öèêëè÷åñêîé íàðàáîòêè
âûçûâàåò íåçíà÷èòåëüíîå ïîâûøåíèå ðàññåÿíèÿ çíà÷åíèé òâåðäîñòè â çîíå
ðàçðóøåíèÿ îáðàçöà.
Îáðàùàåò íà ñåáÿ âíèìàíèå òîò ôàêò, ÷òî òàêîé æå âèä è õàðàêòåð
íàêîïëåíèÿ ïîâðåæäåíèé â óñëîâèÿõ öèêëè÷åñêîãî íàãðóæåíèÿ èìåëè ìåñòî
ïðè ìàëîöèêëîâûõ èñïûòàíèÿõ òðóáíûõ ñòàëåé 10ÃÍ2ÌÔÀ, 17ÃÑ è 17Ã1Ñ
[25], êîãäà â ïðîöåññå íàðàáîòêè òâåðäîñòü èçìåíÿåòñÿ íåñóùåñòâåííî, à
ðàññåÿíèå çíà÷åíèé (ïàðàìåòðà ãîìîãåííîñòè) âíå çîíû è â çîíå ðàçðóøåíèÿ
ìàòåðèàëà èçìåíÿåòñÿ ïðèáëèçèòåëüíî â äâà ðàçà.
36 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2011, ¹ 6
À. Ï. Ãîïêàëî, Í. Ð. Ìóçûêà, À. Â. Ðóòêîâñêèé, Â. Ï. Øâåö
Ðèñ. 12. Ðàñïðåäåëåíèå ïàðàìåòðà äèñïåðñèè ïî äëèíå îáðàçöà â èñõîäíîì ñîñòîÿíèè, ïîñëå
íàíåñåíèÿ ïîêðûòèÿ TiN è öèêëè÷åñêîé íàðàáîòêè ïðè ðàçëè÷íûõ ðåæèìàõ íàãðóæåíèÿ.
(Îáîçíà÷åíèÿ òå æå, ÷òî è ðèñ. 10.)
 û â î ä û
1. Ýêñïåðèìåíòàëüíî óñòàíîâëåíî âëèÿíèå íàíåñåíèÿ PVD-ïîêðûòèé è
èõ òîëùèíû íà ïðî÷íîñòü è ïëàñòè÷íîñòü èññëåäîâàííûõ ìàòåðèàëîâ ïðè
ðàñòÿæåíèè. Ñóùåñòâåííûé âêëàä â ïîâûøåíèå óñëîâíîãî ïðåäåëà òåêó÷åñòè
âíîñèò èîííîå òðàâëåíèå. Ïðè òîëùèíå PVD-ïîêðûòèÿ 6...10 ìêì ïðî÷íîñòü
èññëåäîâàííûõ ìàòåðèàëîâ ìàêñèìàëüíà.
2. Íàíåñåíèå PVD-ïîêðûòèé TiN íà èñõîäíûé ìàòåðèàë, â òîì ÷èñëå
ïîñëå ðàñòÿãèâàþùåé èëè öèêëè÷åñêîé óïðóãîïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè, ïðè-
âîäèò ê ðîñòó ïðî÷íîñòè êàê ïðè ðàñòÿæåíèè, òàê è öèêëè÷åñêîì íàãðóæåíèè.
Íàíåñåíèå PVD-ïîêðûòèé ïîñëå óïðóãîïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè â äèàïàçîíå
ìàëîöèêëîâîãî êâàçèñòàòè÷åñêîãî ðàçðóøåíèÿ ïðèâîäèò ê èçìåíåíèþ âèäà
ðàçðóøåíèÿ ñ êâàçèñòàòè÷åñêîãî íà óñòàëîñòíûé.
3. Íàíåñåíèå PVD-ïîêðûòèÿ TiN íà îáðàçöû ïîñëå öèêëè÷åñêîé íàðà-
áîòêè èçìåíÿåò öèêëè÷åñêèå ñâîéñòâà ìàòåðèàëà (öèêëè÷åñêè óïðî÷íÿþùèé-
ñÿ ìàòåðèàë ñòàíîâèòñÿ öèêëè÷åñêè ðàçóïðî÷íÿþùèìñÿ) è ñîîòâåòñòâåííî
êèíåòèêó öèêëè÷åñêîé óïðóãîïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè.
4. Ðàñïðåäåëåíèå ïàðàìåòðîâ ãîìîãåííîñòè è äèñïåðñèè ïî äëèíå îáðàç-
öà ñâèäåòåëüñòâóåò î çàâèñèìîñòè ïîâðåæäåííîñòè â çîíå ðàçðóøåíèÿ îò
ðåæèìà èñïûòàíèé (ðàñòÿæåíèå èëè öèêëè÷åñêîå íàãðóæåíèå), íàëè÷èÿ ïî-
êðûòèÿ TiN è óðîâíÿ íàïðÿæåíèé, êîòîðûå ôîðìèðóþò âèä ðàçðóøåíèÿ. Íàíå-
ñåíèå ïîêðûòèÿ TiN ïðèâîäèò ê çíà÷èòåëüíîìó ñíèæåíèþ óðîâíÿ ïîâðåæ-
äåííîñòè íà ïîâåðõíîñòè îáðàçöà.
Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé ìîãóò áûòü ïîëåçíû ïðè ðàçðàáîòêå ìåòîäîâ
âîññòàíîâëåíèÿ ñëóæåáíûõ ñâîéñòâ ìàòåðèàëîâ è ïðîäëåíèÿ ðåñóðñà ïîâðåæ-
äåííûõ ïðè ýêñïëóàòàöèè äåòàëåé, íàïðèìåð, ïðè âûïîëíåíèè ïðîôèëàêòè-
÷åñêèõ èëè ðåìîíòíûõ ðàáîò.
Ð å ç þ ì å
Åêñïåðèìåíòàëüíî âñòàíîâëåíî âïëèâ íàíåñåííÿ ð³çíèõ PVD-ïîêðèòò³â òà ¿õ
òîâùèíè íà îï³ð íåðæàâ³þ÷î¿ ñòàë³ Õ18Í10Ò òà òèòàíîâèõ ñïëàâ³â ÂÒ1 ³
ÂÒ20 ðîçòÿæí³é ³ öèêë³÷í³é ïðóæíî-ïëàñòè÷í³é äåôîðìàö³¿. Íàíåñåííÿ PVD-
ïîêðèòò³â, ó òîìó ÷èñë³ ï³ñëÿ ðîçòÿãíåííÿ àáî öèêë³÷íîãî íàâàíòàæåííÿ,
ï³äâèùóº îï³ð ðîçòÿæí³é òà öèêë³÷í³é ïðóæíî-ïëàñòè÷í³é äåôîðìàö³¿ ³ ïðèç-
âîäèòü äî çì³íè âèäó ðóéíóâàííÿ (êâàç³ñòàòè÷íîãî íà ðóéíóâàííÿ â³ä âòîìè)
òà öèêë³÷íèõ âëàñòèâîñòåé ìàòåð³àëó.
1. Pagborn R. N., Weissmann S., and Kramer J. R. Work hardening in the surface
layer and in bulk during fatigue // Scr. Met. – 1978. – 12, No. 2. – P. 129 – 131.
2. Sato Y., Sasaki H., and Kumana A. Surface layer yielding of low-carbon steel
cylinders // J. Mater. Sci. Soc. Jap. – 1980. – 17, No. 3-4. – P. 185 – 192.
3. Miyazaki S., Shibata K., and Fujita H. Effect of specimen thickness on
mechanical properties of polycrystalline aggregates with various grain sizes //
Acta Met. – 1979. – 27, No. 5. – P. 855 – 862.
4. Õàðëàìîâ Þ. À., Áóäàãüÿíö Í. À. Ôèçèêà, õèìèÿ è ìåõàíèêà ïîâåðõíîñòè
òâåðäîãî òåëà. – Ëóãàíñê, ÂÓÃÓ, 2000. – 624 ñ.
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2011, ¹ 6 37
Âëèÿíèå PVD-ïîêðûòèé íà ñîïðîòèâëåíèå äåôîðìàöèè ...
5. Èâàíîâ Â. Å., Ñîìîâ À. È., Òèõîíîâñêèé Ì. À. Äèñëîêàöèîííûé ìåõàíèçì
âëèÿíèÿ òâåðäûõ ïîâåðõíîñòíûõ ïëåíîê íà äåôîðìàöèþ è ðàçðóøåíèå
ìåòàëëîâ // Çàùèòíûå âûñîêîòåìïåðàòóðíûå ïîêðûòèÿ. – Ë.: Íàóêà, 1972.
– Ñ. 291 – 305.
6. Ðûêàëèí Ð. Ð., Øîðøîðîâ Ì. Õ., Àëåõèí Â. Ï. Âëèÿíèå âíåøíåé ñðåäû íà
îñîáåííîñòè ïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè êðèñòàëëîâ (oáçîð) // Âëèÿíèå
ôèçèêî-õèìè÷åñêîé ñðåäû íà æàðîïðî÷íîñòü ìåòàëëè÷åñêèõ ìàòåðè-
àëîâ. – Ì.: Íàóêà, 1974. – 197 ñ.
7. Puchi-Cabrera E. S., Martinez F., Herrera I., et al. On the fatigue behavior of
an AISI 316L stainless steel coated with a PVD TiN deposit // Surf. Coat.
Techn. – 2004. – 182. – P. 276 – 286.
8. Kim K. R., Suhb C. M., Murakami R. I., and Chung C. W. Effect of intrinsic
properties of ceramic coatings on fatigue behaviour of Cr–Mo–V steels // Ibid.
– 2003. – 171. – P. 15 – 23.
9. Berrios J. A., Teerb D. G., and Puchi-Cabrera E. S. Fatigue properties of a
316L stainless steel coated with different TiNx deposits // Ibid. – 2001. – 148.
– P. 179 – 190.
10. Hotta S., Itou Y., Saruki K., and Arai T. Fatigue strength at a number of cycles
of thin hard coated steels with quench-hardened substrates // Ibid. – 1995. –
73. – P. 5 – 13.
11. Oettel H., Wiedemann R., and Preibler S. Residual stresses in nitridå hard
coatings prepared by magnetron sputtering and arc evaporation // Ibid. – 1995.
– 74-75. – P. 273 – 278.
12. Gelfi M., La Vecchia G. M., Lecis N., and Troglio S. Relationship between
through thickness residual stress of CrN-PVD coatings and fatigue nucleation
sites // Ibid. – 2005. – 192. – P. 263 – 268.
13. Baragetti S., La Vecchia G. M., and Terranova A. Fatigue behaviour and FEM
modelling of thin-coated components // Int. J. Fatigue. – 2003. – 25. – P. 1229
– 1238.
14. Nascimento M. P., Souza R. C., Pigatin W. L., and Voorwald H. J. C. Effects
of surface treatments on the fatigue strength of AISI 4340 aeronautical steel //
Ibid. – 2001. – 23. – P. 607 – 618.
15. Wiklund U., Gunnars J., and Hogmark S. Influence of residual stresses on
fracture and delamination of thin hard coatings // Wear. – 1999. – 232. – P. 262
– 269.
16. Villalobos-Gutierrez C. J., Gedler-Chacon G. E., La Barbera-Sosa J. G., et al.
Fatigue and corrosion fatigue behavior of an AA6063-T6 aluminum alloy
coated with a WC–10Co–4Cr alloy deposited by HVOF thermal spraying //
Surf. Coat. Techn. – 2008. – 202 (18). – P. 4572 – 4577.
17. Ferreira J. A. M., Costa J. D. M., and Lapa V. Fatigue behaviour of 42CrMo4
steel with PVD coatings // Int. J. Fatigue. – 1997. – 19. – P. 293 – 299.
18. Alsaran A., Kaymaz I., Celik A., et. al. A repair process for fatigue damage
using plasma nitriding // Surf. Coat. Techn. – 2004. – 186. – P. 333 – 338.
38 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2011, ¹ 6
À. Ï. Ãîïêàëî, Í. Ð. Ìóçûêà, À. Â. Ðóòêîâñêèé, Â. Ï. Øâåö
19. Ïàòåíò Óêðà¿íè ¹ 52107À. Ñïîñ³á îö³íêè äåãðàäàö³¿ ìàòåð³àëó âíàñë³äîê
íàêîïè÷åííÿ ïîøêîäæåíü â ïðîöåñ³ íàïðàöþâàííÿ. “Ìåòîä LM-òâåðäîñ-
ò³” / À. Î. Ëåáåäºâ, Ì. Ð. Ìóçèêà, Í. Ë. Âîë÷åê. – ×èííèé ç 15. 01.2003.
20. Äðîçä Ì. Ñ. Îïðåäåëåíèå ìåõàíè÷åñêèõ ñâîéñòâ ìåòàëëà áåç ðàçðóøå-
íèÿ. – Ì.: Ìåòàëëóðãèÿ, 1965. – Ñ. 147 – 156.
21. Ëåáåäåâ À. À., Ìóçûêà Í. Ð., Âîë÷åê Í. Ë. Îïðåäåëåíèå ïîâðåæäåííîñòè
êîíñòðóêöèîííûõ ìàòåðèàëîâ ïî ïàðàìåòðàì ðàññåÿíèÿ õàðàêòåðèñòèê
òâåðäîñòè // Ïðîáë. ïðî÷íîñòè. – 2002. – ¹ 4. – Ñ. 5 – 11.
22. Weibull W. A statistical distribution function of wide applicability // J. Appl.
Mech. – 1951. – 18, No. 3. – P. 293 – 297.
23. Gumbel E. J. Statistical Theory of Extreme Values and Some Practical
Applications. – Washington: National Bureau of Standards, 1954. – 472 p.
24. Ìàõóòîâ Í. À., Çàöàðèííûé Â. Â., Áàçàðàñ Æ. Ë. è äð. Ñòàòèñòè÷åñêèå
çàêîíîìåðíîñòè ìàëîöèêëîâîãî ðàçðóøåíèÿ. – Ì.: Íàóêà, 1989. – 253 ñ.
25. Ëåáåäºâ À. Î., Ìóçèêà Ì. Ð. Òåõí³÷íà ä³àãíîñòèêà ìàòåð³àëó ìåòîäîì
LM-òâåðäîñò³ // Ïðîáëåìè ðåñóðñó ³ áåçïåêè åêñïëóaòàö³¿ êîíñòðóêö³é,
ñïîðóä òà ìàøèí. – Êè¿â: ²í-ò åëåêòðîçâàðþâàííÿ ³ì. Å. Î. Ïàòîíà ÍÀÍ
Óêðà¿íè. – 2006. – Ñ. 97 – 101.
Ïîñòóïèëà 11. 12. 2009
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2011, ¹ 6 39
Âëèÿíèå PVD-ïîêðûòèé íà ñîïðîòèâëåíèå äåôîðìàöèè ...
<<
/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 <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>
/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-123456789-95268 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0556-171X |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T13:30:50Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Гопкало, А.П. Музыка, Н.Р. Рутковский, А.В. Швец, В.П. 2016-02-20T16:23:39Z 2016-02-20T16:23:39Z 2011 Влияние PVD-покрытий на сопротивление деформации и малоцикловой усталости нержавеющей стали и титановых сплавов / А.П. Гопкало, Н.Р. Музыка, А.В. Рутковский, В.П. Швец // Проблемы прочности. — 2011. — № 6. — С. 23-39. — Бібліогр.: 25 назв. — рос. 0556-171X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/95268 539.4 Экспериментально установлено влияние нанесения различных PVD-покрытий и их толщины на сопротивление нержавеющей стали Х18Н10Т и титановых сплавов ВТ1 и ВТ20 растягивающей и циклической упругопластической деформации. Нанесение PVD-покрытий, в том числе после растяжения или циклического нагружения, повышает сопротивление растягивающей и циклической упругопластической деформации и приводит к изменению вида разрушения (квазистатического на усталостный) и циклических свойств материала. Експериментально встановлено вплив нанесення різних PVD-покриттів та їх товщини на опір нержавіючої сталі Х18Н10Т та титанових сплавів ВТ1 і ВТ20 розтяжній і циклічній пружно-пластичній деформації. Нанесення PVD-покриттів, у тому числі після розтягнення або циклічного навантаження, підвищує опір розтяжній та циклічній пружно-пластичній деформації і призводить до зміни виду руйнування (квазістатичного на руйнування від втоми) та циклічних властивостей матеріалу. ru Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України Проблемы прочности Научно-технический раздел Влияние PVD-покрытий на сопротивление деформации и малоцикловой усталости нержавеющей стали и титановых сплавов Article published earlier |
| spellingShingle | Влияние PVD-покрытий на сопротивление деформации и малоцикловой усталости нержавеющей стали и титановых сплавов Гопкало, А.П. Музыка, Н.Р. Рутковский, А.В. Швец, В.П. Научно-технический раздел |
| title | Влияние PVD-покрытий на сопротивление деформации и малоцикловой усталости нержавеющей стали и титановых сплавов |
| title_full | Влияние PVD-покрытий на сопротивление деформации и малоцикловой усталости нержавеющей стали и титановых сплавов |
| title_fullStr | Влияние PVD-покрытий на сопротивление деформации и малоцикловой усталости нержавеющей стали и титановых сплавов |
| title_full_unstemmed | Влияние PVD-покрытий на сопротивление деформации и малоцикловой усталости нержавеющей стали и титановых сплавов |
| title_short | Влияние PVD-покрытий на сопротивление деформации и малоцикловой усталости нержавеющей стали и титановых сплавов |
| title_sort | влияние pvd-покрытий на сопротивление деформации и малоцикловой усталости нержавеющей стали и титановых сплавов |
| topic | Научно-технический раздел |
| topic_facet | Научно-технический раздел |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/95268 |
| work_keys_str_mv | AT gopkaloap vliâniepvdpokrytiinasoprotivleniedeformaciiimalociklovoiustalostineržaveûŝeistaliititanovyhsplavov AT muzykanr vliâniepvdpokrytiinasoprotivleniedeformaciiimalociklovoiustalostineržaveûŝeistaliititanovyhsplavov AT rutkovskiiav vliâniepvdpokrytiinasoprotivleniedeformaciiimalociklovoiustalostineržaveûŝeistaliititanovyhsplavov AT švecvp vliâniepvdpokrytiinasoprotivleniedeformaciiimalociklovoiustalostineržaveûŝeistaliititanovyhsplavov |