RU2037807C1 - Способ оценки адгезионной стойкости упрочняющих покрытий к водородному износу - Google Patents
Способ оценки адгезионной стойкости упрочняющих покрытий к водородному износуInfo
- Publication number
- RU2037807C1 RU2037807C1 SU5058865A RU2037807C1 RU 2037807 C1 RU2037807 C1 RU 2037807C1 SU 5058865 A SU5058865 A SU 5058865A RU 2037807 C1 RU2037807 C1 RU 2037807C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coating
- coat
- hydrogen
- adhesion resistance
- wear
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для контроля адгезионной стойкости упрочняющих покрытий в любой отрасли производства. Способ дает возможность количественно и визуально оценить адгезионную стойкость покрытий. В подложку со стороны покрытия вдавливают N раз конический индентор до разрушения покрытия, определяют суммы площадей деформированного и отслоившегося покрытия, затем производят наводораживание покрытия и подложки, вновь определяют сумму площадей отслаившегося покрытия. Показатель адгезионной стойкости упрочняющих покрытий к водородному износу определяют по приведенной формуле. Предлагаемый способ позволит оптимизировать режимы покрытия и свойства слоев нитрида титана на подложке и сделать покрытие стойким в среде газообразного водорода на период срока эксплуатации. 2 ил.
Description
Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для определения адгезионной стойкости покрытий.
Известен способ оценки качества сцепления твердого покрытия с подложкой [1] а также способ определения вязкости разрушения соединения покрытия-подложка на границе раздела [2]
Недостатком этих способов является то, что они не учитывают среду и условия эксплуатации покрытия.
Недостатком этих способов является то, что они не учитывают среду и условия эксплуатации покрытия.
Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому техническому результату к изобретению является способ [3] прототипом выбран [4]
В указанном источнике описан количественный способ определения адгезионной прочности износостойких покрытий методом вдавливания индентора. Адгезионную прочность покрытия (σa) оценивают по величине максимальных касательных напряжений, приводящих к нарушению адгезионной связи по формуле:
σa=
·sinαмакс где Р нагрузка на индентор, приводящая к нарушению адгезионной связи;
d диаметр отпечатка индентора;
sin α угол между касательной к точке максимального изгиба поверхности и плоскостью подложки.
В указанном источнике описан количественный способ определения адгезионной прочности износостойких покрытий методом вдавливания индентора. Адгезионную прочность покрытия (σa) оценивают по величине максимальных касательных напряжений, приводящих к нарушению адгезионной связи по формуле:
σa=
d диаметр отпечатка индентора;
sin α угол между касательной к точке максимального изгиба поверхности и плоскостью подложки.
Недостатком этого способа является то, что величина σa носит условный характер и может использоваться для сравнительной оценки покрытия на подложках из одинакового материала, но не может применяться для сравнения адгезионной прочности покрытия на разных материалах, так как величина диаметра отпечатка, входящая в формулу, зависит от пластических свойств материала подложки. Этот способ также не учитывает среду и условия эксплуатации покрытия.
Одним из основных недостатков упрочняющих покрытий является нарушение прочности связи покрытия с подложкой в процессе эксплуатации в связи с проявлением водородного износа.
Предлагаемый способ оценки адгезионной стойкости упрочняющих покрытий к водородному износу дает возможность визуально и численно оценить адгезионную стойкость упрочняющих покрытий на любой подложке, позволяет оценить влияние среды эксплуатации.
Сущность изобретения поясняется на фиг.1 и 2.
Количественная оценка стойкости упрочняющих покрытий к водородному износу производится в следующем порядке. В подложку 1 вдавливают конический индентор 2 со стороны покрытия 3 до разрушения покрытия (см. фиг.1), определяют площади деформированного и отслоившегося покрытия на микроскопе с измерительной сеткой, производят наводораживание индентированных образцов с покрытием методом электролиза в 30%-ном растворе щавелевой кислоты, повторно определяют площади отслоившегося покрытия 4 после наводораживания (фиг.2).
Каждый образец подвергается воздействию одной нагрузкой не менее трех раз. Усилие нагружения выбирают из условия получения максимально напряженного состояния покрытия от деформации. Нагрузка не должна вызывать значительное когезионное разрушение покрытия. Адгезионную стойкость покрытия оценивают по формуле:
Δ Y Y Yн (1) где Δ Y показатель адгезионной стойкости упрочняющего покрытия к водородному износу;
Y условный коэффициент адгезии после вдавливания индентора;
Yн условный коэффициент адгезии после наводораживания.
Δ Y Y Yн (1) где Δ Y показатель адгезионной стойкости упрочняющего покрытия к водородному износу;
Y условный коэффициент адгезии после вдавливания индентора;
Yн условный коэффициент адгезии после наводораживания.
Условные коэффициенты определяют по формулам:
Y 1-
(2)
Yн= 1-
где 
Sотсл сумма площадей отслоившегося покрытия после вдавливания индентора, мм2;
Sдеф сумма площадей деформации подложки и покрытия после вдавливания индентора, мм2;
Sн.отсл сумма площадей отслоившегося покрытия после наводораживания;
n количество вдавливаний индентора, i единичное вдавливание индентора.
Y 1-
Yн= 1-
n количество вдавливаний индентора, i единичное вдавливание индентора.
Площади отслоившегося покрытия Sотсл и Sн.отсл. определяют на микроскопе с измерительной сеткой, причем частицы с плохой связью удаляют металлической иглой. Площадь деформированного покрытия Sдеф. и определяют как разницу площадей деформированной поверхности и площади отпечатка от индентера.
Sдеф= 
(4) где D диаметр деформированной поверхности, мм;
d диаметр отпечатка от индентора, мм.
d диаметр отпечатка от индентора, мм.
Подставляя формулы (2,3,4) в формулу (1) получают:
ΔY
· 
Sн.отсл-
S
(5)
Воздействие на образцы водородной средой производят методом электролиза в стеклянном сосуде в 30%-ном растворе щавелевой кислоты. Плотность тока поддерживают от 0,3 до 0,5 А/см2 из условия равномерного обволакивания поверхности образца пузырьками водорода. Например, партия образцов, покрытых нитридом титана, по разным технологическим режимам подвергается насыщению водородом за несколько циклов, один цикл равен 5 мин. В каждом цикле последовательно насыщают водородом все образцы.
ΔY
(5)
Воздействие на образцы водородной средой производят методом электролиза в стеклянном сосуде в 30%-ном растворе щавелевой кислоты. Плотность тока поддерживают от 0,3 до 0,5 А/см2 из условия равномерного обволакивания поверхности образца пузырьками водорода. Например, партия образцов, покрытых нитридом титана, по разным технологическим режимам подвергается насыщению водородом за несколько циклов, один цикл равен 5 мин. В каждом цикле последовательно насыщают водородом все образцы.
Количество циклов назначают в следующем порядке.
После первого цикла вычисляют величину площади отслоения и, если площадь отслоения меньше площади деформации, продолжают циклы. Если на одном образце площадь отслоения приблизительно равна или больше площади деформации, циклы прекращают. Затем приступают к оценке стойкости покрытия к водородному износу всех образцов контролируемой партии относительно отслоившегося образца по формуле (5).
Выбирают по образцам, стойким к водородному износу, режимы покрытия нитридом титана. Погрешность контроля оценивают по образцам, изготовленным по одинаковым технологическим режимам.
Данный способ оценки адгезионной стойкости упрочняющих покрытий к водородному износу позволит оптимизировать режимы покрытия и свойства слоев нитрида титана для случая его эксплуатации в среде газообразного водорода.
Claims (1)
- СПОСОБ ОЦЕНКИ АДГЕЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ УПРОЧНЯЮЩИХ ПОКРЫТИЙ К ВОДОРОДНОМУ ИЗНОСУ, по которому в подложку со стороны покрытия вдавливают конический индентор до разрушения покрытия, определяют диаметр D деформированной поверхности, диаметр d отпечатка от индентора и используют эти величины для определения параметра, характеризующего адгезионную стойкость, отличающийся тем, что вдавливание индентором осуществляют n-раз, дополнительно определяют сумму площадейотслоившегося покрытия, затем проводят наводораживание, вновь определяют сумму площадей
отслоившегося покрытия, а в качестве параметра, характеризующего адгезионную стойкость, используют показатель ΔY адгезионной стойкости упрочняющих покрытий к водородному износу, определяемый по формуле
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5058865 RU2037807C1 (ru) | 1992-05-14 | 1992-05-14 | Способ оценки адгезионной стойкости упрочняющих покрытий к водородному износу |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5058865 RU2037807C1 (ru) | 1992-05-14 | 1992-05-14 | Способ оценки адгезионной стойкости упрочняющих покрытий к водородному износу |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2037807C1 true RU2037807C1 (ru) | 1995-06-19 |
Family
ID=21611667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5058865 RU2037807C1 (ru) | 1992-05-14 | 1992-05-14 | Способ оценки адгезионной стойкости упрочняющих покрытий к водородному износу |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2037807C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2717260C1 (ru) * | 2019-05-20 | 2020-03-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Способ определения адгезионной и когезионной стойкости металлических покрытий |
| RU2743618C1 (ru) * | 2020-05-12 | 2021-02-20 | Павел Александрович Бимбереков | Способ изготовления составного образца с поверхностным слоем и ведения испытаний по определению параметров поверхностного упрочнения |
-
1992
- 1992-05-14 RU SU5058865 patent/RU2037807C1/ru active
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 1638612, кл. G 01N 19/04, 1991. * |
| 2. Авторское свидетельство СССР N 1620220, кл. G 01N 19/04, 1991. * |
| 3. Авторское свидетельство СССР N 1293578, кл. G 01N 19/04, 1987. * |
| 4. Алтухов С.Ф., Великин В.С. и Романенко А.В. Заводская лаборатория N 6, 1989. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2717260C1 (ru) * | 2019-05-20 | 2020-03-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Способ определения адгезионной и когезионной стойкости металлических покрытий |
| RU2743618C1 (ru) * | 2020-05-12 | 2021-02-20 | Павел Александрович Бимбереков | Способ изготовления составного образца с поверхностным слоем и ведения испытаний по определению параметров поверхностного упрочнения |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| McGrann et al. | The effect of coating residual stress on the fatigue life of thermal spray-coated steel and aluminum | |
| US3950642A (en) | Method of inspecting shot peened surfaces for extent of coverage | |
| EP2199775B1 (en) | Method for evaluation of coated parts | |
| RU2037807C1 (ru) | Способ оценки адгезионной стойкости упрочняющих покрытий к водородному износу | |
| WO2000062038A1 (en) | Determination of adhesion strength of hvof coating by spherical indentation | |
| Fellows et al. | Analysis of crack initiation and propagation in fretting fatigue: The effective initial flaw size methodology | |
| KANEKO et al. | Influence of finishing on the electrochemical properties of dental alloys | |
| Berndt | Instrumented tensile adhesion tests on plasma sprayed thermal barrier coatings | |
| Sagues et al. | Low-frequency electrochemical impedance for measuring corrosion of epoxy-coated reinforcing steel in concrete | |
| JPH08247908A (ja) | 腐食疲労試験片及び試験方法 | |
| RU2793300C1 (ru) | Способ определения остаточных напряжений в твердых покрытиях на податливых подложках | |
| Rickerby | Measurement of coating adhesion | |
| RU2231040C2 (ru) | Способ оценки микротвердости | |
| US20060272434A1 (en) | System and method of use for continuous deterioration measurements | |
| Shimojo et al. | Relation between the amount of fresh bare surface at the crack tip and the fatigue crack propagation rate | |
| Matsuda et al. | Analysis of the Vickers hardness of electroplated coatings | |
| Banks et al. | Test methods for evaluating the mechanical properties of coatings | |
| Joyce et al. | Analysis of material inhomogeneity in the European round robin fracture toughness data set | |
| US6981408B1 (en) | Thin-film adhesion testing method and apparatus | |
| JPS63217259A (ja) | 寿命予知方式 | |
| CN114002250B (zh) | 一种去除电子探针线分析峰干扰的方法及其应用 | |
| Bull et al. | Quality assurance assessment of thin films | |
| RU2717260C1 (ru) | Способ определения адгезионной и когезионной стойкости металлических покрытий | |
| Schra et al. | The ASCOR test: a simple automated method for stress corrosion testing of aluminum alloys | |
| Duncan et al. | Adhesion durability assessment. |