УДК 539.3, 621.891

В работе предложено экспериментально-теоретическое исследование процесса накопления контактно-усталостных повреждений на границе раздела покрытия с подложкой при фрикционном контакте гладкого покрытия с шероховатым контртелом. Синтез покрытий осуществлялся методом низкотемпературной термодеструкции растворов ВИК-карбоксилатов металлов (Al, Zr), в результате которого на поверхности подложки (кварцевое стекло КУВИ) формируются наноразмерные оксидные аморфно-нанокристаллические слои толщиной 20-400 нм (в зависимости от концентрации пленкообразующего раствора и количества технологических циклов). Исследование включает нанесение покрытий, определение их механических свойств по результатам индентирования, разработку методики фрикционных испытаний, расчет напряжений на границе раздела покрытия с подложкой на основе моделирования множественного фрикционного нагружения, выбор модели накопления поврежденности на границе раздела покрытия с подложкой, связывающей напряженное состояние и число циклов до выкрашивания покрытий. В результате предварительных испытаний определены составы и режимы получения покрытий, обеспечивающие наибольшую устойчивость к отслаиванию при циклическом контактном нагружении. Определение параметров в законе накопления контактно-усталостных повреждений и верификация модели основаны на анализе экспериментальной зависимости от нагрузки числа циклов на микроуровне до отслаивания покрытия. Показано, что модель линейного суммирования повреждений, традиционно используемая для описания разрушения ряда материалов в результате накопления усталостных повреждений, может быть использована и для исследования такого специфического объекта, как граница раздела покрытия с подложкой, свойства которой определяются не только свойствами граничащих материалов, но и технологией получения покрытий.

 

Е.В. Торская, А.М. Мезрин, И.В. Мосягина, Ю.В. Корнев  Экспериментально-теоретическое исследование отслаивания покрытий при многоцикловом фрикционном нагружении // Физ. мезомех. - 2017. - Т. 20. - № 2. - С. 28-35