Ocena jakości wybranych systemów areologicznych zawierających powłokę CrN

• Autorzy: Pokorska, I. , Betiuk, M.

Warianty tytułu

EN

Estimation of quality of selected areological systems with CrN coating

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Szybka ocena jakości powłoki w systemach areologicznych jest podstawowym kryterium doboru optymalnych parametrów technologicznych w procesach PVD. W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących oceny jakości systemów areologicznych typu: powłoka PVD (WC/C + CrN-Cr)-podłoże stalowe oraz powłoka PVD (CrN)-podłoże stalowe azotowane. Szczególną uwagę zwrócono na badania za pomocą metody Recatest. Metoda badawcza Recatest umożliwia ocenę struktury metalograficznej systemu areologicznego ilustrującą jakościowo i ilościowo zachowanie się materiałów deformowanych w próbie rysy. Istotą metody Recatest jest precyzyjne wykonanie zgładu sferycznego w obszarze wcześniej wykonanej rysy w analizowanym materiale powłoki i podłoża. Ujawnia się strukturę i charakter odkształcenia i niszczenia powłoki w całym jej przekroju. Możliwa jest obserwacja propagacji pęknięć i dekohezji w obszarach struktury powłok wielowarstwowych, na granicy powłoka-podłoże oraz w podłożu. Ponadto w artykule zamieszczono wyniki badań adhezji i symptomów uszkodzenia mechanicznego w próbie rysy oraz pomiary twardości indentacyjnej HIT i twardości Martensa metodą DSI (Depth Sensing Indentation). Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że system areologiczny typu CrN-warstwa azotowana Fe(N) wykazuje lepsze właściwości adhezyjne i kohezyjne, większą twardość indentacyjną i twardość Martensa, większą odporność na odkształcenia plastyczne oraz lepszą odporność na uszkodzenia mechaniczne niż system typu WC/C + CrN-Cr na stali X37Cr- MoV5-1 (WCL).

EN

Rapid estimation of coating quality in areological systems is the primary criterion for the selection of optimal parameters in PVD process. The paper presents the results of investigations of the structure and properties of areological systems of type: PVD coating (WC/C + CrN-Cr)-steel and PVD coating (CrN)-nitrided steel. Recatest method was used to the valuation of quality of these areological systems. The Recatest examination method allows for accurate evaluation of metallographic structure of an areological system that illustrates, in both qualitative and quantitative way, the behaviour of materials subjected to deformation during the scratch test (Revetest). The essence of the Recatest method is to make the precise spherical metallographic microsection in the area of a scratch previously made in the coating and substrate material being analysed. The spherical microsection reveals the structure and character of coating deformation and destruction throughout its entire thickness. It is possible to observe the propagation of coating cracks and de-cohesion. In addition, the article describes the results of adhesion and mechanical failures by a scratch test. Martens hardness and indentation hardness of areological systems were determined by DSI (Depth Sensing Indentation) method. It was found that the areological system of CrN-nitrided layer Fe(N) shows improved adhesive and cohesive properties, higher Martens hard and indentation hardness, higher resistance to plastic deformation and higher resistance to mechanical damages than the areological system of WC/C + CrN-Cr on X37CrMoV5-1 (WCL) steel.

Słowa kluczowe

PL

CrN; Recatest; próba rysy; twardość Martensa; twardość indentacyjna

EN

CrN; Recatest; scratch test; Martens hardness; indentation hardness

• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 34, nr 6
• Strony: 794--797
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pokorska, I.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa,

autor

Betiuk, M.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa

Bibliografia

• [1] Navinsek B., Panjan P., Milosev I.: Industrial applications of CrN (PVD) coatings, deposited at high and low temperatures. Surface and Coatings Technology 97 (1997) 182÷191.
• [2] Cunha L., Andritschky M., Pischow K., Wang Z., Zarychta A., Miranda A. S., Cunha A. M.: Performance of chromium nitride based coatings under plastic processing conditions. Surface and Coatings Technology 133-134 (2000) 61÷67.
• [3] Valleti K., Rejinb C., Joshi S. V.: Factors influencing properties of CrN thin films grown by cylindrical cathodic arc physical vapor deposition on HSS substrates. Materials Science and Engineering A 545 (2012) 155÷161.
• [4] Gautier C., Moussaoui H., Elstner F., Machet J.: Comparative study of mechanical and structural properties of CrN films deposited by d.c. magnetron sputtering and vacuum arc evaporation. Surface and Coatings Technology 86-87 (1996) 254÷262.
• [5] Burakowski T.: Areologia, powstanie i rozwój. Biblioteka Problemów Eksploatacji, Radom ITeE (2007).
• [6] Betiuk M., Pokorska I., Nakonieczny A.: Zastosowanie metody rysy i kulotestera do oceny jakości powłok PVD. Inżynieria Powierzchni 3 (2009) 34÷40.
• [7] Pokorska I., Betiuk M.: Zastosowanie metod Recatest i DSI do oceny struktury i właściwości powłok PVD. Inżynieria Materiałowa 6 (21012) 592÷596.
• [8] PN-EN ISO 14577-1: Metale – Instrumentalna próba wciskania wgłębnika do określania twardości i innych własności materiałów – Część 1: Metoda badania. PKN, Warszawa (2005).
• [9] Musil J., Kunc F., Zeman H., Polakova H.: Relationships between hardness, Young’s modulus and elastic recovery in hard nanocomposite coatings. Surface and Coatings Technology 154 (2002) 304÷313.