Scientific journal
Fundamental research
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,087

Фомичева Н.Б., Нечаев Л.М.,. Иванькин И.С.

Для оценки надежности мате риалов с покрытиями необходимо экспериментальное определение их склонности к зарождению трещин, а также определение способности мате риалов противостоять развитию тре щины или разрушению.

В связи с этим, задача опреде ления трещиностойкости явля ется в современном металловедении одной из наиболее важных и в то же время очень сложных. Решение ее су щественно осложняется при исполь зовании изделий с коррозионностойкими и износостойкими покрытиями.

В качестве исследуемых материалов использовали никотрированные термодиффузионные покрытия, нанесенные на сталь 30ХГСА.

Фрактография поверхности излома позволила определить характер разрушения исследуемого покрытия. Микрорельеф поверхности излома образца при комнатной температуре имеет типичный вязко-хрупкий излом - основными элементами поверхности излома являются ямки; фасетки скола и ручьевого узора не выявлены. Ямочный рельеф, обусловленный образованием микропустот, характеризуется следами сильной локальной деформации - складками, гребнями. Для анализа статической трещиностойкости был проведен высокоэнергетический процесс алмазного шлифования.

Исследования проводили в интервале режимов шлифования с последовательным, а также параллельным изменением одной или нескольких характеристик. Для анализа свойств поверхностного слоя, сформированного алмазным шлифованием, был применен метод микроиндентирования, который, с одной стороны, позволил определить основные механические характеристики - микротвердость, трещиностойкость, а с другой - дал возможность исследовать влияние обработки на состояние поверхностного слоя микронных глубин, выпадающих из рассмотрения при изучении с помощью электронной микроскопии и рентгеновской дифракции.

С целью получения количественных характеристик процесса хрупкого разрушения по методу, основанному на зависимости вязкости разрушения от длины радиальных трещин, формирующихся вблизи углов отпечатка, находили один из критериев хрупкости - критический коэффициент интенсивности напряжений Кс. В результате исследований было установлено, что высокоэнергетический процесс алмазного шлифования вызывает нестабильность структуры и физико-механических свойств поверхностного слоя.

Максимальная длина и плотность трещин закономерно коррелируют с характеристиками гетерогенности покрытия, но весьма заметно зависят от напряженного состояния в материале. Плотность трещин максимальна у кратера, по мере удаления от него (фактор d) степень повреждаемости нелинейно снижается.

В общем случае суммарная плотность трещин Λ в месте повреждения покрытия нелинейно возрастает с увеличением энергии ударного импульса Q. Нелинейную взаимообусловленность этих параметров количественно оценивали некоторой характеристикой трещиностойкости Kc, определяемой по углу наклона линеаризованной функции "Λ-Q".