Разрушение покрытий из нитрида циркония, формируемых методом реактивного магнетронного распыления, под действием растягивающих нагрузок
Ключевые слова:
подшипник качения, метод реактивного магнетронного распыления, вакуумно-плазменное функциональное покрытие, образование трещин в тонких пленкахАннотация
Рассмотрены трещиностойкие свойства покрытий, формируемых методом реактивного магнетронного распыления на основах из подшипниковой стали. Представлены особенности разрушения покрытий из нитрида циркония толщиной 0,3 – 0,7 мкм, нанесенных на плоские основы из конструкционной подшипниковой стали марки ШХ15 (ГОСТ 801-78), в условиях одноосного растяжения. Отмечено, что при действии растягивающих нагрузок, приводящих к относительному удлинению образцов на 0,1– 20,0 %, на поверхности покрытий из нитрида циркония толщиной до 0,7 мкм не обнаружено признаков отслоения либо скалывания. Возникновение первых трещин, направленных перпендикулярно действию растягивающей нагрузки, в покрытии толщиной 0,7 мкм выявлено при относительном удлинении образца 0,5 %, а в покрытии толщиной 0,3 мкм – при относительном удлинении образца 3,0 %. Приведены результаты дифрактометрических исследований структурных особенностей покрытия из нитрида циркония, получаемого методом реактивного магнетронного распыления, и величины остаточных напряжений в этом покрытии. Установлено, что покрытия из нитрида циркония толщиной 0,3 – 0,7 мкм, формируемые методом реактивного магнетронного распыления на основах из конструкционной подшипниковой стали марки ШХ15, имеют высокие трещиностойкие свойства в условиях одноосного растяжения, это доказывает целесообразность их применения в узлах трения качения.
Библиографические ссылки
- Котов СЮ, Беляев ГЯ. Влияние вакуумно-плазменного упрочнения элементов качения на долговечность подшипника. Наука и техника. 2014;2:57–61. EDN: SYNDNX.
- Спришевский АИ. Процессы в поверхностных слоях деталей подшипников и их изнашивание. В: Технология подшипникостроения. Выпуск 17. Москва: Научно-исследовательский и экспериментальный институт подшипниковой промышленности; 1958. с. 161–168.
- Котов СЮ, Беляев ГЯ. Триботехнические характеристики одноэлементных PVD-покрытий. Трение и износ. 2013;34(4):371–376. EDN: RDJAEV.
- Котов СЮ, Беляев ГЯ. Методика оценки характеристик вакуумно-плазменных покрытий с целью использования в узлах трения. Вестник Брестского государственного технического университета. Серия: Машиностроение. 2013;4:74–76. EDN: VPPTEO.
- Noyan IC, Huang TC, York BR. Residual stress / strain analysis in thin films by X-ray diffraction. Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences. 1995;20(2):125–177. DOI: 10.1080/10408439508243733.
- Schoderböck P, Köstenbauer H. Residual stress determination in thin films by X-ray diffraction and the widespread analytical practice applying a biaxial stress model: an outdated oversimplification? Applied Surface Science. 2021;541:148531. DOI: 10.1016/j.apsusc.2020.148531.
- Dmitriev AI, Nikonov AYu, Österle W. Molecular dynamics sliding simulations of amorphous Ni, Ni – P and nanocrystalline Ni films. Computational Materials Science. 2017;129:231–238. DOI: 10.1016/j.commatsci.2016.12.039.
- Шугуров АР, Панин АВ, Дмитриев АИ, Никонов АЮ. Закономерности многоуровневого разрушения покрытий Ti – Al – N в процессе одноосного растяжения. Физическая мезомеханика. 2020;23(5):56–68. EDN: XNHHQZ.
- Шмелев АВ, Котов СЮ, Беляев ГЯ. Разработка математической модели взаимодействия элементов качения и кольца шарикового подшипника. Вестник Белорусско-Российского университета. 2015;4:94–102. DOI: 10.53078/20778481_2015_4_94.
- Шмелев АВ, Котов СЮ, Беляев ГЯ. Численное исследование напряженно-деформированного состояния деталей подшипников качения. Вестник Гомельского государственного технического университета имени П. О. Сухого. 2017;1:27–33. EDN: YZFSIJ.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2026 Журнал Белорусского государственного университета. Физика
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:
- Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
- Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
- Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).
Как цитировать
