Multi-element coatings (Zr-Ti-Al-Nb-Y)N obtained by means of vacuum-arc deposition

  • И. Н. Торяник Харьковский национальный университет имени В.Н. Каразина
  • В. М. Береснев Харьковский национальный университет имени В.Н. Каразина
  • У. С. Немченко Харьковский национальный университет имени В.Н. Каразина
  • Д. А. Колесников Белгородский государственный университет
  • П. В. Турбин Харьковский национальный университет имени В.Н. Каразина Научный физико-технологический центр МОН и НАН Украины
  • С. С. Гранкин Харьковский национальный университет имени В.Н. Каразина
  • Е. В. Береснева Испытательный центр “УкрНИИМет” ГП УкрНТЦ “Энергосталь”
  • В. В. Ганенко Харьковский национальный университет имени В.Н. Каразина
Keywords: high entropy coatings, physical and mechanical properties, vacuum-arc deposition method

Abstract

Multi-element coatings based on (Zr-Ti-Al-Nb-Y)N system were deposited by means of vacuum-arc deposition method from unit-cast cathodes. The coatings are characterized by nanograin structure with an average size of crystallites about 25 – 30 nm, and their hardness reaches H = 4929HV0.2. Sclerometry tests indicate high adhesion strength of the coatings to the steel substrate.

 

 

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

И. Н. Торяник, Харьковский национальный университет имени В.Н. Каразина
с.н.с.
В. М. Береснев, Харьковский национальный университет имени В.Н. Каразина
с.н.с.
У. С. Немченко, Харьковский национальный университет имени В.Н. Каразина
с.н.с.
Д. А. Колесников, Белгородский государственный университет
с.н.с.
П. В. Турбин, Харьковский национальный университет имени В.Н. Каразина Научный физико-технологический центр МОН и НАН Украины
с.н.с.
С. С. Гранкин, Харьковский национальный университет имени В.Н. Каразина
с.н.с.
Е. В. Береснева, Испытательный центр “УкрНИИМет” ГП УкрНТЦ “Энергосталь”
с.н.с.
В. В. Ганенко, Харьковский национальный университет имени В.Н. Каразина
с.н.с.

References

Beresnev V.M., Sobol’ O.V., Kolesnikov D.A., Kirik G.V., Mahmood A.M., Turbin P.V., Grudnickij V.V., Toryanik I.N., Nemchenko U.S. Fizikohimicheskie i mehanicheskie svojstva nanostrukturnyh nitridnyh pokrytij//Metallofizika i novejshie tehnologii. − 2012. − T. 34, № 2. − S. 139-160.

Kavalejro A., de Hossona D. Nanostrukturnye pokrytiya/Pod red.− M.: Tehnosfera, 2011.−792s.

Korotaev A.D., Borisov D.P., Moshkov Yu.V., Ovchinnikov S.V., Pinzhin A.P., Tyumencev A.N. Uprugonapryazhennoe sostoyanie mnogo‘elementnyh sverhtverdyh pokrytij//Fizicheskaya mezomehanika.− 2009. − T. 12, № 4. − S. 79-91.

Yeh J.W., Chen Y.L., Lin S.J., and Chen S.K. High-Entropy Alloys. − A New Era of Exploitation// Materials Science Forum. − 2007. − 560. − P. 1-9.

Zhang Y. and Zhou Y.J. Solid Solution Formation Criteria for High Entropy Alloys//Materials Science Forum.− 2007. − Vol. 561-565. − P. 1337-1339.

Ivchenko M.V., Pushin V.G., Wanderka N. Vysoko‘entropijnye ‘ekviatomnye splavy AlCrFeCoNiCu: gipotezy i ‘eksperimental’nye fakty//ZhTF. − 2014. − T. 84, Vyp. 2. − S. 57-69.

Firstov S.A., Gorban’ V.F., Krapivka N.A., Pechkovskij ‘E.P. Uprochnenie i mehanicheskie svojstva lityh vysoko‘entropijnyh splavov//Nanokompozity i nanostruktury.− 2011.− № 2. − S. 5-20.
Azarenkov N.A., Sobol’ O.V., Beresnev V.M., Pogrebnyak A.D., Kolesnikov D.A., Turbin P.V., Toryanik I.N. Vakuumno-plazmennye pokrytiya na osnove mnogo‘elementnyh nitridov//Metallofizika i novejshie tehnologii. − 2013. − T. 35, № 8. − S. 1061-1084.

Cheng K.-H., Lai Ch.-H., Lin Su.-J., Yeh J.-W. Structural and mechanical properties of multielement (AlCrMoTaTiZr)Nx coatings by reactive magnetron sputtering//Thin Solid Films. − 2011. − Vol. 519. − P. 3185-3190.

Zhang Y., Zhou Y., Lin J., Chen G., Liaw P. SolidSolution Phase Formation Rules for Multi-component Alloys//Advanced Engineering Materials. − 2008. − Vol. 10, No. 6. − P. 534-538.

Braic V., Vladescu A., Balaceanu M., Luculescu C.R., Braic M. Nanostructured multi-element (TiZrNbHfTa)N and (TiZrNbHfTa)C hard coatings//Surf. Coat. Technol. − 2011. − Vol. 211, № 25. − P. 117-121.

Chang Sh.Y., Lin Sh.Y., Huang Y.Ch., Wu Ch.L. Mechanical properties, deformation behaviors and interface adhesion of (AlCrTaTiZr)Nx multicomponent coatings//Surface & Coatings Technology. − 2010. − Vol. 204. − P. 3307-3314.

Tsai D., Huang Y., Lin S., Liang S., Shieu F. Effect of nitrogen flow ratios on the structure and mechanical properties of (TiVCrZrY)N coatings prepared by reactive magnetron sputtering//Appl. Surf. Sci. − 2010. − Vol. 257. − P. 1361-1367.

Macevityj V.M. Pokrytiya dlya rezhuschih instrumentov.– Har’kov: Vischa shkola, 1987.− 127 s.

Firsov S.A., Rogul’ T.G. Teoreticheskaya (predel’naya) tverdost’//Dop. NAN Ukraїni. − 2007. − № 4. − S. 110-114.

Valli J. A review of adhesion test methods for thin hard coatings//Jour. of Vacuum Science and Technology. − 1986. − Vol. A4. − P. 3007-3014.

Grudnickij V.V., Smolyakova M.Yu., Nemchenko U.S., Beresnev V.M., Pogrebnyak A.D., Sobol’ O.V., Kolesnikov D.A., Turbin P.V., Kaverin M.V. Fiziko-mehanicheskie i tribotehnicheskie svojstva nanokompozitnyh pokrytij Zr-Ti-Si-N, TiHf-Si-N//VANT, ser.: Vakuum, chistye materialy i sverhprovodniki. − 2011. − № 6. − S. 179-183.

Beresnev V.M., Pogrebnyak A.D., Sobol’ O.V., Grudnickij V.V., Turbin P.V., Kolesnikov D.A., Tolmacheva G.N. Struktura i svojstva tverdyh pokrytij (Ti-Zr-Si)N i (Ti-Hf-Si)N, poluchennyh iz potokov metallicheskoj plazmy//Fizicheskaya inzheneriya poverhnosti. − 2010. − T. 8, № 2. − S. 124-129.
Published
2017-07-28
How to Cite
Торяник, И. Н., Береснев, В. М., Немченко, У. С., Колесников, Д. А., Турбин, П. В., Гранкин, С. С., Береснева, Е. В., & Ганенко, В. В. (2017). Multi-element coatings (Zr-Ti-Al-Nb-Y)N obtained by means of vacuum-arc deposition. Journal of Surface Physics and Engineering, 11(4), 420 - 426. Retrieved from https://periodicals.karazin.ua/pse/article/view/8949

Most read articles by the same author(s)