Трибологічні властивості при температурах 20 та 500°C катодно-дугових покриттів TiN та CrN, осаджених на сплав Ti-6Al-4V

  • Ілля О. Клименко Національний науковий центр Харківський фізико-технічний інститут, Інститут фізики та технології Харків, Україна https://orcid.org/0000-0001-9006-2261
  • Віталій А. Білоус Національний науковий центр Харківський фізико-технічний інститут, Україна https://orcid.org/0000-0002-9371-4138
  • Вікторія Я. Подгурська Фізико-механічний інститут ім. Карпенка НАН України, Львів, Україна https://orcid.org/0000-0002-8067-0180
  • Орест П. Осташ Фізико-механічний інститут ім. Карпенка НАН України, Львів, Україна https://orcid.org/0000-0001-6441-3830
  • Валерій Д. Овчаренко Національний науковий центр Харківський фізико-технічний інститут, Україна https://orcid.org/0000-0003-1169-6608
  • Галина М. Толмачова Національний науковий центр Харківський фізико-технічний інститут, Україна https://orcid.org/0000-0002-0786-2979
  • Ігор В. Колодій Національний науковий центр Харківський фізико-технічний інститут, Україна https://orcid.org/0000-0001-8598-9732
  • Михайло Г. Іщенкo ПАТ "Українські енергетичні машини", Харків, Україна
  • Іван М. Бабаєв ПАТ "Українські енергетичні машини", Харків, Україна
  • Олександр С. Купрін Національний науковий центр Харківський фізико-технічний інститут, Україна https://orcid.org/0000-0003-4293-4197
DOI: https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-1-38
Ключові слова: Титановий сплав, катодно-дугове осадження, нітридні покриття, потенціал зміщення, структура, нанотвердість, коефіцієнт тертя, знос

Анотація

Були досліджені трибологічні властивості покриттів TiN та CrN, осаджених катодно-дуговим методом при трьох різних потенціалах зміщення -50, -150 і -300 В на сплав Ti-6Al-4V у парі з оксидом алюмінію. Рентгенівський аналіз показав, що у цих покриттях утворилися однофазні текстуровані кубічні нітриди TiN та CrN. Показано, що коефіцієнт тертя покриттів практично рівний тому, що відповідає для сплаву Ti6Al4V, але знос є більш ніж на порядок нижчим, ніж для підкладки з титанового сплаву. Покриття, осаджені при потенціалі -50 В, демонструють оптимальні трибологічні властивості при температурах 20 та 500 °C. Коефіцієнти тертя для покриттів TiN становлять 0,4-0,8 при 20°C та 0,75 при 500°C; для покриттів CrN - 0,5 при 20°C та 0,7 при 500°C. Знос для покриттів TiN становить 0,86·10-5 мм3/Нм при 20°C та 3,56·10-5 мм3/Нм при 500 °C; для покриттів CrN - 1,43·10-5 мм3/Нм при 20°C та 7,13·10-5 мм3/Нм при 500°C.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

R. Sherfedinov, М. Ishchenko, L. Slaston, and S. Alyokhina, Academic Journal of Manufacturing Engineering, 21(1), 126 (2023). https://ajme.ro/PDF_AJME_2023_1/L16.pdf

V.A. Belous, V.N. Voeyvodin, V.M. Khoroshikh, G.I. Nosov, V.G. Marinin, S.A. Leonov, V.D. Ovcharenko, et al., Sci. Innov. 12(4), 27 (2016). http://dx.doi.org/10.15407/scine12.04.027

P. Panjan, A. Drnovšek, P. Terek, A. Miletić, M. Čekada, and M. Panjan, Coatings, 12(3), 294 (2022). https://doi.org/10.3390/coatings12030294

A. Sayilan, N. Mary, D. Philippon, P. Steyer, and S. Descartes, Surface and Coatings Technology, 455, 129228 (2023). https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2023.129228

S. Datta, M. Das, V.K. Balla, S. Bodhak, and V.K. Murugesan, Surface and Coatings Technology, 344, 214 (2018). https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2018.03.019

D. Yonekura, J. Fujita, and K. Miki, Surface and Coatings Technology, 275, 232 (2015). https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2015.05.014

J. Wu, M. Shen, W. Wang, Y. Cheng, and S. Zhu, Surface and Coatings Technology, 448, 128924 (2022). https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2022.128924

M.M. Al-Asadi, and H.A. Al-Tameemi, Tribol. Int. 176, 107919 (2022). https://doi.org/10.1016/j.triboint.2022.107919

J. Brezinova, J. Hasuľ, J. Brezina, P.O. Maruschak, and J. Vinas, Materials Science, 58, 629 (2023). https://doi.org/10.1007/s11003-023-00709-y

A.I. Kalinichenko, E. Reshetnyak, V. Strel'nitskij, and G. Abadias, Surface and Coatings Technology, 391, 125695 (2020). https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2020.125695

A.S. Kuprin, S.A. Leonov, V.D. Ovcharenko, E.N. Reshetnyak, V.A. Belous, R.L. Vasilenko, G.N. Tolmachova, et al., Problems of Atomic Science and Technology, 123(5), 154 (2019). https://vant.kipt.kharkov.ua/ARTICLE/VANT_2019_5/article_2019_5_154.pdf

G.B. Harris, Phil. Mag. 43, 113 (1951). https://doi.org/10.1080/14786440108520972

W.C. Oliver, and G.M. Pharr, Journal of Materials Research, 7(6), 1564 (1992). https://doi.org/10.1557/JMR.1992.1564

V.Y. Podhurska, O.S. Kuprin, R.V. Chepil, O.P. Ostash, T.O. Prikhna, V.B. Sverdun, and M.O. Bortnytska, Materials Science, 59, 10 (2023). https://doi.org/10.1007/s11003-023-00737-8

R.M. Oliveira, C.B. Mello, G. Silva, J.A.N. Gonçalves, M. Ueda, and L. Pichon, Surface and Coatings Technology, 205, 111 (2011). https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2011.03.029

J. Musil, F. Kunc, H. Zeman, and H. Polakova, Surface and Coatings Technology, 154(2-3), 304 (2002). https://doi.org/10.1016/S0257-8972(01)01714-5

X. Chen, Y. Du, and Y.-W. Chun, Thin Solid Films, 688, 137265 (2019). https://doi.org/10.1016/j.tsf.2019.04.040

Опубліковано
2024-03-05
Цитовано
Як цитувати
Клименко, І. О., Білоус, В. А., Подгурська, В. Я., Осташ, О. П., Овчаренко, В. Д., Толмачова, Г. М., Колодій, І. В., ІщенкoМ. Г., Бабаєв, І. М., & Купрін, О. С. (2024). Трибологічні властивості при температурах 20 та 500°C катодно-дугових покриттів TiN та CrN, осаджених на сплав Ti-6Al-4V. Східно-європейський фізичний журнал, (1), 380-385. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-1-38
Номер
№ 1 (2024): Східно-європейський фізичний журнал
Розділ
Статті

Авторське право (c) 2024 Ілля О. Клименко, Віталій А. Білоус, Вікторія Я. Подгурська, Орест П. Осташ, Валерій Д. Овчаренко, Галина М. Толмачова, Ігор В. Колодій, Михайло Г. Іщенкo, Іван М. Бабаєв, Олександр С. Купрін

Ліцезія Creative Commons

Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

    • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).