Optimization Of Multi-Module CrN/CrCN Coatings

• Autorzy: Szparaga Ł. , Bartosik P. , Gilewicz A. , Ratajski J.

Warianty tytułu

PL

Optymalizacja wielomodułowych powłok CrN/CrCN

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper was proposed optimization procedure supporting the prototyping of the geometry of multi-module CrN/CrCN coatings, deposited on substrates from 42CrMo4 steel, in respect of mechanical properties. Adopted decision criteria were the functions of the state of internal stress and strain in the coating and substrate, caused by external mechanical loads. Using developed optimization procedure the set of optimal solutions (Pareto-optimal solutions) of coatings geometry parameters, due to the adopted decision criteria was obtained. For the purposes of analysis of obtained Pareto-optimal solutions, their mutual distance in the space of criteria and decision variables were calculated, which allowed to group solutions in the classes. Also analyzed the number of direct neighbors of Pareto-optimal solutions for the purposes of assessing the stability of solutions.

PL

W pracy została zaproponowana procedura optymalizacyjna wspomagająca dobór geometrii wielomodułowych powłok CrN/CrCN, osadzonych na podłożu ze stali 42CrMo4, pod kątem właściwości mechanicznych. Przyjęte kryteria decyzyjne były funkcjami stanu naprężeń oraz odkształceń wewnętrznych w powłoce i podłożu, powstałych na skutek mechanicznych obciążeń zewnętrznych. Wykorzystując opracowaną procedurę uzyskano zbiór optymalnych wartości parametrów geometrii powłok (rozwiązania Pareto-optymalne), ze względu na przyjęte kryteria decyzyjne. Do celów analizy otrzymanych rozwiązań określono ich wzajemne odległości w przestrzeni kryteriów i zmiennych decyzyjnych, co umożliwiło pogrupowanie rozwiązań w klasy. Analizowano również liczbę bezpośrednich sąsiadów rozwiązań Pareto-optymalnych w celach oceny stabilności rozwiązań.

Słowa kluczowe

EN

multi-module coatings; optimization; Pareto sets; internal stress

PL

powłoki wielomodułowe; optymalizacja; rozwiązania Pareto-optymalne; naprężenia wewnętrzne

• 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: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 2A
• Strony: 1037--1043
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys., tab., wykr., wzory

Twórcy

autor

Szparaga Ł.

• Koszalin University of Technology, Faculty of Technology and Education, 2 Śniadeckich Str., 75-453 Koszalin, Poland

autor

Bartosik P.

• Koszalin University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, 15-17 Racławicka Str., 75-620 Koszalin, Poland

autor

Gilewicz A.

• Koszalin University of Technology, Centre of Vacuum-Plasma Technology, 15-17 Racławicka Str., 75-620 Koszalin, Poland

autor

Ratajski J.

• Koszalin University of Technology, Faculty of Technology and Education, 2 Śniadeckich Str., 75-453 Koszalin, Poland

Bibliografia

• [1] A.D. Dobrzańska-Danikiewicz, J Achiev Mater Manuf Eng. 54, 103-109 (2012).
• [2] D. Yin, Z. Xu, J. Feng, Y. Qin, Manufacturing Rev. 1, 1-14 (2014).
• [3] T. Bell, K. Mao, Y. Sun, Surf Coat Technol. 108-109, 360-368 (1998).
• [4] M. Hetmańczyk, L. Swadźba, B. Mendala, J Achiev Mater Manuf Eng. 24, 372-381 (2007).
• [5] B. Warcholiński, A. Gilewicz, Vac. 90, 145-150 (2013).
• [6] B. Warcholiński, A. Gilewicz, J. Ratajski, Tribol. Int. 44, 1076-1082 (2011).
• [7] K. Holmberg, A. Matthews, H. Ronkainen, Tribol. Int 31, 107-120 (1998).
• [8] L. Hultman, Vacuum 57, 1-30 (2000).
• [9] J. Smolik, K. Zdunek, B. Larisch, Vacuum 55, 44-50 (1999).
• [10] J. Smolik, K. Zdunek, Surf Coat Technol. 116-119, 398-403 (1999).
• [11] L.A. Dobrzański, M. Staszuk, K. Gołombek, A. Śliwa, M. Pancielejko, Arch. of Metallurgy and Mat. 55, 187-193 (2010).
• [12] K. Perzyński, Ł. Major, Ł. Madej, M. Pietrzyk, Arch. of Metallurgy and Mat. 56, 393-399 (2011).
• [13] A. Śliwa, J. Mikuła, L.A. Dobrzański, J Achiev Mater Manuf Eng. 41, 164-171 (2010).
• [14] A. Śliwa, L.A. Dobrzański, W. Kwaśny, M. Staszuk, Arch Comput Mater Sci Surf Eng. 2, 213-220 (2010).
• [15] L.A. Dobrzański, A. Śliwa, W. Kwaśny, J Mater Process Technol. 164-165, 1192-1196 (2005).
• [16] J. Ratajski, Ł. Szparaga, J Achiev Mater Manuf Eng. 54, 83-92 (2012).
• [17] H.H. Bennani, J. Takadoum, Surf Coat Technol 111, 80-85 (1999).
• [18] N.J.M. Carvalho, E. Zoestbergen, B.J. Kooi, J.T.M. De Hosson, Thin Solid Films 429, 179-189 (2003).
• [19] J. Haider, M. Rahman, B. Corcoran, M.S.J. Hashmi, J Mater Process Technol. 168, 36-41 (2005).
• [20] R.K. Lakkaraju, F. Bobaru, S.L. Rohde, J Vac Sci Technol A. 24, 146-155 (2006).
• [21] M.L. Kuruppu, G. Negrea, I.P. Ivanov, S.L. Rohde, J Vac Sci Technol A. 16, 1949-1956 (1998).
• [22] Ł. Szparaga, J. Ratajski, A. Zarychta, Arch Mater Sci Eng. 48, 33-39 (2011).
• [23] Ł. Szparaga. Projektowanie powłok wielowarstwowych na narzędzia do obróbki drewna na podstawie symulacji numerycznych stanu naprężeń. PhD thesis. Lodz University of Technology (2012).
• [24] K.L. Johnson, Contact mechanics, Cambridge University Press 1985.
• [25] K. Komvopoulos, J. Tribol. 111, 430-439 (1989).
• [26] J. Kusiak, A. Danielewska-Tułecka, P. Oprocha, Optymalizacja, PWN, Warszawa 2009.

Uwagi

EN

This research was supported by a grant from The National Centre for Research and Development in frame of COllective Research NETworking (CORNET).

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.