Влияние конструкционных параметров многослойных ионно-плазменных покрытий на их прочность и износостойкость

Аннотация

В работе изложена методика исследования механических свойств многослойных ионно-плазменных покрытий царапанием (Scratch test), включающая в себя построение зависимостей контактного давления от нагрузки на полусферический алмазный индентор, определение максимального контактного давления и критических нагрузок разрушения. Приведены результаты микроскопического исследования покрытий и характера их разрушения, определены величины микротвердости (HV) и относительной износостойкости при газоабразивном изнашивании по методике ГОСТ 23.201‑78.             На основе экспериментальных данных установлена связь характеристик прочности и износостойкости с параметрами конструкции покрытия: состава материалов, толщины и количества слоев. Определена критическая (минимально необходимая) толщина нитридных слоев, при которой достигается значительное (до 2,5 раз) повышение стойкости исследуемых покрытий к хрупкому разрушению. Сделано предположение, что многослойные ионно-плазменные покрытия одновременно реализуют два механизма повышения износостойкости: сопротивление к образованию первичных (зародышевых) микротрещин и сдерживание их развития на границах металлических и нитридных слоев.             Полученные результаты могут быть использованы при выборе конструкции многослойных покрытий на основе титана, ванадия и их нитридов для упрочнения деталей из титановых сплавов, в частности рабочих лопаток компрессора стационарных газотурбинных установок и паровых турбин.