Авторизация
Логин:
Пароль:
Регистрация
Забыли свой пароль?

Удельная энергия упругопластической деформации, необходимая для образования трещины при индентировании упрочняющих покрытий


DOI: 10.26896/1028-6861-2017-83-11-58-61

В. М. Матюнин, А. Ю. Марченков, Н. А. Стасенко; № 11 (83), 11.2017

Аннотация:

Известные методики оценки трещиностойкости высокотвердых или упрочненных поверхностных слоев материалов вдавливанием пирамиды предназначены для случаев образования радиальных трещин вокруг отпечатка. Однако при вдавливании пирамиды в некоторые типы упрочняющих покрытий, например, из нитрида титана, образуются не радиальные, а кольцевые трещины вокруг отпечатка. Для этого случая трещинообразования предложена методика определения удельной энергии упругопластической деформации, необходимой для образования первой видимой трещины, с использованием кинетической диаграммы вдавливания. По этой энергии возможно сравнение способности покрытий сопротивляться образованию трещин любого вида.

Ключевые слова: упрочняющие покрытия; кинетическое индентирование; кольцевые трещины; сопротивление образованию трещины.

Determination of the Specific Energy of Elastoplastic Strain Required for Crack Formation in Hardening Coatings upon Indentation

V. M. Matyunin, A. Yu. Marchenkov, and N. A. Stasenko

Current methods of assessing crack resistance of strengthened surfaces using pyramidal indenter are intended only for the case of radial crack formation around the indenter. However, for certain types of hardening coatings, e.g., titanium nitride based coatings, indentation leads to formation of ring rather than radial cracks around the indenter. For this case of crack formation, we propose to use kinetic diagram of indentation to determine the specific energy of elastoplastic deformation which provides formation of the first visible crack. This energy can be used to compare the ability of coatings to withstand any kind of crack formation.

Keywords: hardening coatings, kinetic indentation, ring cracks, crack resistance.


1. Evans A. G., Charles E. A. Fracture toughness determinations by indentation / Journal of American ceramics society. 1976. Vol. 58. Issue 7 – 8. P. 371 – 372.

2. Niihara K., Morena R., Hasselman H. Evaluation of K1c of brittle solids by the indentation method with low crack-to-indent ratios / Journal of materials science letters. 1982. Vol. 1. Issue 1. P. 13 – 16.

3. Матюнин В. М. Индентирование в диагностике механических свойств материалов. — М.: Издательский дом МЭИ, 2015. — 288 с.

4. Oliver W. C., Pharr G. M. Measurement of hardness and elastic modulus by instrumented indentation: Advances in understanding and refinements to methodology / Materials research soc. 2004. Vol. 19. N 1. P. 3 – 20.

5. Matyunin V. M., Dragunov V. K., Marchenkov A. Yu. A size effect in the indentation of materials at the micro- and nanoscale strained volumes / Piezoelectrics and Nanomaterials: Fundamentals, Developments and Applications» / Ed. by I. A. Parinov. — N.Y.: Nova publishers, 2015. — 288 p.

1. Evans A. G., Charles E. A. Fracture toughness determinations by indentation / Journal of American ceramics society. 1976. Vol. 58. Issue 7 – 8. P. 371 – 372.

2. Niihara K., Morena R., Hasselman H. Evaluation of K1c of brittle solids by the indentation method with low crack-to-indent ratios / Journal of materials science letters. 1982. Vol. 1. Issue 1. P. 13 – 16.

3. Matyunin V. M. Indentation as the materials mechanical properties diagnostics method. — Moscow: Izdatel’skii dom MÉI, 2015. — 288 p. [in Russian].

4. Oliver W. C., Pharr G. M. Measurement of hardness and elastic modulus by instrumented indentation: Advances in understanding and refinements to methodology / Materials research soc. 2004. Vol. 19. N 1. P. 3 – 20.

5. Matyunin V. M., Dragunov V. K., Marchenkov A. Yu. A size effect in the indentation of materials at the micro- and nanoscale strained volumes / Piezoelectrics and Nanomaterials: Fundamentals, Developments and Applications» / Ed. by I. A. Parinov. — N.Y.: Nova publishers, 2015. — 288 p.