Depth-profile of residual stresses in metallic/ceramic coatings

• Autorzy: Bonarski J. , Smolik J. , Tarkowski L. , Biel M.

Warianty tytułu

PL

Głębokościowy profil naprężeń własnych w powłokach metaliczno ceramicznych

• Konferencja: SOTAMA Symposium on Texture and Microstructure Analysis (2; 26-28.09.2007; Cracow, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The use of X-ray diffraction techniques provides the wide possibilities of applying non destructive tensometry, especially for coatin gs and near-surface layers. It consists in control of residual stresses arising after different technologies or exploitation conditions. In this paper the "sin2 ψ" method of X-ray stress measurement applied to analysis of its depth profile in Cr, and CrN/Cr coatings is presented. Explanation of physical origins of the stresses revealed by carried out experiments and prediction of the stress evolution in the examined coatings are discussed.

PL

Technika dyfrakcji rentgenowskiej dostarcza szerokich możliwości stosowania nieniszczącej tensometrii, szczególnie w powłokach materiałowych i warstwach przypowierzchniowych. Polega ona na kontroli naprężeń własnych powstających po różnego rodzaju procesach technologicznych jak i w wyniku eksploatacji. W niniejszym artykule zaprezentowano rentgenowską metode "sin2 ψ" pomiaru naprężeń w zastosowaniu do analizy ich profilu głębokościowego w powłokach Cr i CrN/Cr. Przedyskutowano fizyczne uwarunkowania generowanych naprężeń na podstawie wykonanych doświadczeń i przewidywanego rozwoju naprężeń w badanych powłokach.

Słowa kluczowe

EN

residual stresses; coatings; X-ray diffraction

PL

naprężenia własne; powłoki; dyfrakcja rentgenowska

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 53, iss. 1
• Strony: 49--55
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bonarski J.

autor

Smolik J.

autor

Tarkowski L.

autor

Biel M.

• INSTITUTE OF METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE, POLISH ACADEMY OF SCIENCES, 30-059 KRAKOW, 25 Reymonta Str.

Bibliografia

• [1] S. J. Skrzypek, A. Baczmański, W. Ratuszek, E. Kusior, New approach to stress analysis based on grazing-incidence X-ray diffraction, Journal of Applied Crystallography 34, 427-435 (2001).
• [2] J. T. soBonarski, X-ray texture tomography of near surface areas, Progress in Materials Science 51, 61-149.
• [3] J. Romero, J. Esteve, A. Lousto, Period dependence of hardness and microstructure on nanometric Cr/CrN multilayers, Surface and Coatings Technology 188-189, 338 (2004) .
• [4] L. Major, et al., Crystallographic aspects related to advanced tribological multilayers of Cr/CrN and Ti/TiN types produced by pulsed laser deposition (PLD), Surface and Coatings Technology 200, 6190 (2006).
• [5] M. Berger, U. Wiklund, M. Eriksson, H. Engqvist, S. Jacobson, The multilayer effect in abrasion — optimising the combination of hard and tough phases, Surface and Coatings technology 116-119, 1138 (1999).
• [6] H. A. Jehn, Improvement of the corrosion resistance of PVD hard coating-substrate system, Surface and Coatings Technology 125, 212 (2000).
• [7] S. Han, et al., The effect of Cr interlayer on the microstructure of CrN coatings on steel, Thin Solid Films 377-388, 578 (2000).
• [8] M. Berger, U. Wiklund, M. Eriksson, H. Engqvist, S. Jacobson, The multilayer effect in abrasion-optimising the combination of hard and tough phases, Surface and Coatin gs Technology 116-119, 1138 (1999).
• [9] M. Mack, Surface technology. Wear protection. Verlag moderne industrie AG&Co D-8910 Landsberg/Lech, Box 1751.
• [10] R. F. Bunshah, Deposition Technologies for Films and Coatings, NOYES PUBLICATIONS, Park Ridge, New Jersey, USA.
• [11] I. C. Noyan, J. B. Cohen, Residual Stresses — Measurement by Diffraction and Interpretation, Springer-Verlag, Berlin (1987).
• [12] A. Reuss, Berechnung der Fliessgenze von Mischkristallen auf Grund der Plastizitatsbedingung für Einkristalle, A. Angew. Math. Mech. 9, 49 (1929).
• [13] A. Baczmanski, Stress field in polycrystalline materials studied using diffraction and self-consistent modeling, Thesis, AGH UST, Krakow (2005).
• [14] A. Baczmanski, Program Stressfit, AGH (2004).
• [15] G. Simmons, H. Wang, Single Crystal Elastic Constant and Calculated Aggregate Properties, The M.I.T Press (1971).