Wpływ parametrów badań na deformację i pękanie układu powłoka-podłoże w wyniku próby zarysowania

• Autorzy: Chronowska-Przywara K. , Kot M.

Warianty tytułu

EN

Effect of scratch test parameters on the deformation and fracture of coating-substrate systems

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W publikacji zostały przedstawione rozważania na temat wyników badań uzyskiwanych w teście zarysowania. Omówiono najczęściej występujące formy niszczenia układów powłoka-podłoże przy obciążeniach krytycznych. Analizowano deformacje i pękanie oraz kolejne fazy niszczenia powłok. Badano wpływ parametrów testu jak prędkość przesuwu wgłębnika, prędkość narastania obciążenia w czasie na uzyskiwane wyniki badań, a analizę oparto o rachunek prawdopodobieństwa wystąpienia pęknięcia w powłoce przy zadanym obciążeniu. Model analityczny porównano z wynikami badań eksperymentalnych przeprowadzonych dla powłok ceramicznych TiN i CrN. Do badań wykorzystano próbki o podłożu ze stali X20Crl3 z naniesionymi metodą PLD (Pulsed Laser Deposition) powłokami ceramicznymi.

EN

The paper presents studies on the results obtained in scratch testing. The most common failure forms in coating-substrate systems, their deformations, and fracture are discussed. The research program indicated the effect of test parameters such as speed of the indenter dx/dt, the rate of load rise dL/dt on the obtained critical loads. The analysis of results was based on the calculation of crack probability in the coating at certain load. The results of analytical model were compared with the results of experimental tests performed on TiN and CrN ceramic coatings deposited on X20Crl3 steel substrates.

Słowa kluczowe

PL

powłoki; deformacje; pękanie; test zarysowania; obciążenia krytyczne

EN

coating; deformations; fracture; scratch test; critical load

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 2
• Strony: 19--29
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Chronowska-Przywara K.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, al. Mickiewicza 30, 30-065 Kraków

autor

Kot M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, al. Mickiewicza 30, 30-065 Kraków

Bibliografia

• 1. Sekler J., Steinmann P.A., Hintermann H.E.: The scratch test: Different critical load determination techniques. Surface and Coatings Technology. 36, 1988, pp. 519-529.
• 2. Burnett P.J., Rickerby D.: The scratch adhesion test: An elastic indentation analysis. Thin Solid Films. 157, 1988, pp. 233-254.
• 3. Chronowska-Przywara K., Kot M., Zimowski S.: Techniki badawcze w analizie właściwości mechanicznych i tribologicznych cienkich warstw i powtok. Zeszyty Naukowe Politechniki Ślaskiej 83, 2014, pp. 39-49.
• 4. Bull S.J., Berasetegui E.G.: An overiew of the potential of quantitative coating adhesion measurement by scratch testing. Tribology International 39, 2006, pp. 99-114.
• 5. Thouless M.D.: An analysis of spelling in the microscratch test. Engineering Fracture Mechanics 61, 1998, pp. 75-81.
• 6. Bull S.J.: Failure mode maps in the thin films scratch adhesion test. Tribology International. 30, 1997, pp. 491-498.
• 7. Bull S.J.: Failure modes in scratch adhesion testing. Surface and Coatings Technology. 50, 1991, pp. 25-32.
• 8. Randall N.X., Favaro G., Frankel C.H.: The effect of intrinsic parameters on the critical load as measured with the scratch test method. Surface and Coating Technology 137, 2001, pp. 146-151.
• 9. Strawbridge A., Evans H.E. Mechanical failure of thin brittle coating. Engineering Failure Analysis 2, 1995, pp. 85-103.
• 10. Kot M., Lackner J.M., Major Ł., Rakowski W.: Analysis of spherical indentations of coating-substrate systems - experiments and FEM modeling. Materials and Design 43, 2013, pp. 99-111.
• 11. Hedenqvist P., Hogmark S.: Experiences from scratch testing of tribological PVD coating. Tribology International 30, 1997, pp. 507-516.
• 12. Xie Y., Hawthorne H.M.: Effect of contact geometry on the failure modes of thin coatings in the scratch adhesion test. Surface and Coatings Technology 155, 2002, pp. 121-129.
• 13. Ichimura H., Ishii Y.: Effects of indenter radius on the critical load in scratch testing. Surface and Coatings Technology 165, 2003, pp. 1-7.
• 14. EN 1071-3 Advanced technical ceramics - Methods of test for ceramic coatings -Part 3: Determination of adhesion and other mechanical failure modes by a scratch test.
• 15. ISO 14577-1 Metallic materials - instrumented indentation test for hardness and material parameters - Part 1: Test method.