пл. Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения, 2, г. Ростов-на-Дону 344038, Россия
пл. Гагарина, 1, г. Ростов-на-Дону 344003, Россия
Rostovskogo Strelkovogo Polka Narodnogo Opolcheniya Sq., 2, Rostov-on-Don 344038, Russia
Gagarin square, 1, Rostov-on-Don 344000, Russia
пл. Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения, 2, г. Ростов-на-Дону 344038, Россия
Rostovskogo Strelkovogo Polka Narodnogo Opolcheniya Sq., 2, Rostov-on-Don 344038, Russia
ул. Кирова, 32а, г. Гомель 246050, Беларусь
Kirov st., 32a, Gomel 246050, Belarus
пл. Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения, 2, г. Ростов-на-Дону 344038, Россия
Rostovskogo Strelkovogo Polka Narodnogo Opolcheniya Sq., 2, Rostov-on-Don 344038, Russia
пл. Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения, 2, г. Ростов-на-Дону 344038, Россия
Rostovskogo Strelkovogo Polka Narodnogo Opolcheniya Sq., 2, Rostov-on-Don 344038, Russia
В работе рассмотрены условия трибологических испытаний стальных образцов с нитридными ионно-плазменными покрытиями. Предложена расчётно-аналитическая модель для количественной оценки параметров контакта и изнашивания при испытаниях на трение скольжения: размера контактной площадки, глубины контактного сближения, глубины пластической зоны, напряжений в покрытии, предела усталости, критической толщины покрытия, исключающей его прогиб. Показано, что покрытия, с толщиной выше критической, реализуют свой потенциал физико-механических и трибологических свойств независимо от подложки. При недостаточной толщине покрытия результат трибологических испытаний определяется поведением системы «покрытие—подложка» — высокотвёрдое нитридное покрытие на пластичной стальной подложке испытывает прогиб и преждевременное хрупкое разрушение. Для оценки износа покрытий в этом случае рекомендовано использование моделей усталостного разрушения с построением кривой усталости Велера и определением предела усталости на основе теории Муроками-Эндо. Реализация рекомендованного подхода выполнена для исследованных нитридных покрытий с использованием базы собственных экспериментальных данных.
The work examines the conditions of tribological tests of steel samples with nitride ion-plasma coatings. A calculation and analytical model is proposed for quantitative assessment of contact and wear parameters during sliding friction tests: the size of the contact area, the depth of contact approach, the depth of the plastic zone, stresses in the coating, fatigue limit, and the critical thickness of the coating, which excludes its deflection. It has been shown that coatings with a thickness above critical realize their potential for physical, mechanical and tribological properties regardless of the substrate. If the coating thickness is insufficient, the result of tribological tests is determined by the behavior of the “coating-substrate” system — a high-hard nitride coating on a ductile steel substrate experiences deflection and premature brittle failure. To assess the wear of coatings in this case, it is recommended to use fatigue failure models with construction of the Wöhler fatigue curve and determination of the fatigue limit based on the Murokami-Endo theory. The implementation of the recommended approach was carried out for the studied nitride coatings using a database of our own experimental data.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.