ВЛИЯНИЕ ОСТАТОЧНЫХ МАКРОНАПРЯЖЕНИЙ НА ПРОЦЕСС ЗАРОЖДЕНИЯ КВАЗИХРУПКИХ ТРЕЩИН В ТЕРМОДИФФУЗИОННЫХ ПОКРЫТИЯХ

Авторы
Файлы

Лукьянонов Д.С. Статья в формате PDF 637 KB

В процессе нанесения термодиффузионных покрытий и последующего охлаждения в «белых» слоях и диффузионных зонах формируются остаточные технологические макронапряжения sост. В базовых уравнениях для концентрационных макронапряжений σ_в, определяющих кинетику зарождения квазихрупких трещин при трении скольжения, знак и уровень σ_ост - фактора нормируется некоторым численным n-критерием.

Для низкотемпературных химико-термических слоев максимальные технологические напряжения можно корректно описать уравнением гиперболы в зависимости от толщины «белого» слоя h_сл, и глубины диффузионных зон h_дз

(1)

где ΔТ - изменение температуры в процессе охлаждения после насыщения; β_сл и β_дз - коэффициенты линейного расширения материалов покрытия и основы соответственно. Если учитывать фактор наложения на температурную эпюру макронапряжений «структурного» распределения σ_остуравнение (1) трaнcформируется к следующей функции общего вида

(2)

Величины и для всех типов термодиффузионных слоев экспериментально определялись стандартными методами. Для боридных покрытий показано, что максимальные сжимающие напряжения соответствуют более тонким слоям. С возрастанием толщины покрытия максимальные внутренние напряжения смещаются вглубь от поверхности.

В общем случае суммарная плотность трещин rтр в месте повреждения покрытия возрастает с увеличением энергии ударного импульса q. Нелинейную взаимообусловленность этих параметров количественно оценивали некоторой хаpaктеристикой трещиностойкости apv, определяемой по углу наклона линеаризированной функции «ρ_тр - q». На рис. 1 представлено распределение плотности трещин для никотрированного покрытия с толщиной слоя 10 мкм (температура насыщения 580 °С, время выдержки - 4 часа).

Рис. 1. Хаpaктер распределения плотности трещин

Удельная плотность трещин в покрытияхизменяется в функции расстояния от кратера согласно гипотетической аппроксимации типа:

(3)

в которой степенной показатель n коррелирует с угловым коэффициентом α_pv, отражающим знак макронапряжений в никотрированном слое и пропорциональным их уровню. Стойкость материалов против разрушения определяется их физическими константами и в известных физических моделях выражается уравнением Гриффитса.

Диапазон изменения эмпирического коэффициента трещиностойкости n предполагается в модели для α_pv равным 0,30-0,65 и нормируется минимальным и максимальными уровнями параметров α_pv и σ_ост для исследуемых термодиффузионных покрытий. Обеспечение этого условия возможно при соблюдении условий, определяемых выражением:

(4)

в котором коэффициент K_n определяли из экспериментов потрещиностойкости:

где

Для конкретного по структуре покрытия параметр α_pv можно, в зависимости от внутренних макронапряжений σ_ост, трaнcформировать в виде:

(5)

где знак «+» соответствует растягивающим напряжениям в покрытии, «-» - сжимающим. Коэффициент перехода от внутренних напряжений к параметру трещиностойкости Ka составляет, например, для никотрированных и борированных покрытий на уровне ≈ 2⋅10-4-3⋅10-4 и в зависимости от модуля упругости материалов, может быть рассчитан в соответствии с выражением

(6)

Экспериментальные и расчетные результаты σ_ост, α_pv и n для никотрированных и боридных покрытий показали, что значение константы n соответствует границе эпицентра разрушения. В то же время для более удаленных на поверхности от кратера зон его величина будет уменьшаться.

Список литературы

Власов В.М., Нечаев Л.М. Работоспособность высокопрочных термодиффузионных покрытий в узлах трения машин. - Тула.: Приокс. книжн.изд-во, 1994. - 237 с.
Анализ эпюр макронапряжений в поверхностных слоях сталей после проведения борирования / Л.М. Нечаев, Н.Б. Фомичева, Е.В. Маркова, И.Ю. Канунникова // Фундаментальные исследова-
ния. - 2009. - №1.
Нечаев Л.М., Фомичева Н.Б., Иванькин И.С. Определение параметров трещиностойкостиникотрированных сталей // Современные наукоемкие технологии. - 2007. - №5.

Внедрение молекулярно-генетических методов в пpaктику диагностики и лечения вирусного гепатита С в Саратовской области

Статья в формате PDF 99 KB...

25 04 2024 4:45:58

К ВОПРОСУ О ПОДГОТОВКЕ ЭКОАУДИТОРОВ НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ

Статья в формате PDF 174 KB...

24 04 2024 5:35:30

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗМЕНЕНИЙ ГЕМОСТАЗА У БОЛЬНЫХ Β1+Β2-АДРЕНОЗАВИСИМЫМ ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИМ ТИПОМ ГИПЕРТОНИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНИ, ПОЛУЧАВШИХ АТЕНОЛОЛ И АТЕНОЛОЛ В КОМБИНАЦИИ С ДИПИРИДАМОЛОМ

Статья в формате PDF 205 KB...

23 04 2024 4:15:22

Развитие стекловидного тела глаза человека

Статья в формате PDF 111 KB...

22 04 2024 0:40:14

СОДЕРЖАНИЕ ФАКТОРОВ РОСТА В КРОВИ БЕРЕМЕННЫХ И ИХ ЗНАЧЕНИЕ В ДИАГНОСТИКЕ СИНДРОМА ЗАДЕРЖКИ РАЗВИТИЯ ПЛОДА

Статья в формате PDF 111 KB...

21 04 2024 2:14:34

АКВАРИУМНЫЙ КОМПЛЕКС В ПРЕПОДАВАНИИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН ВУЗОВ

Статья в формате PDF 111 KB...

20 04 2024 9:50:52

СОСТОЯНИЕ ЗДОРОВЬЯ ШКОЛЬНИКОВ КАК РЕСУРСНОГО СТУДЕНЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА

Статья в формате PDF 121 KB...

19 04 2024 19:46:56

ЭТНОПЕДАГОГИЧЕСКИЕ ВОЗЗРЕНИЯ НАРОДА САХА В КОНТЕКСТЕ СОЦИОКУЛЬТУРНОЙ ДИНАМИКИ

Статья в формате PDF 258 KB...

18 04 2024 4:13:10

О РЕЗУЛЬТАТАХ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ФУНКЦИИ НЕЙРОНОВ КОЖНОГО АНАЛИЗАТОРА, ПОВРЕЖДЁННЫХ ОСТАНОВКОЙ КРОВОТОКА

Статья в формате PDF 135 KB...

17 04 2024 3:44:34

ЭКОГАРМОНИЧЕСКАЯ СУЩНОСТЬ РАЦИОНАЛЬНОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

Статья в формате PDF 116 KB...

16 04 2024 13:18:24

ХИРУРГИЧЕСКАЯ ТАКТИКА ПРИ ГАСТРОДУОДЕНАЛЬНЫХ ЯЗВЕННЫХ КРОВОТЕЧЕНИЯХ

Статья в формате PDF 113 KB...

15 04 2024 19:31:57

Использование структуры Вай Pteridium aquilinum (L.) Kuhn в его внутривидовой систематике

Статья в формате PDF 129 KB...

14 04 2024 6:29:18

ВНЕПЕЧЕНОЧНЫЕ ОСЛОЖНЕНИЯ ХРОНИЧЕСКОГО ВИРУСНОГО ГЕПАТИТА С (ОБЗОР)

Вирусом гепатита С инфицировано 3% населения Земли. Заболевание в 50-80% случаев принимает хронический хаpaктер с разной степенью поражения печени, включая цирроз и гепатоцеллюлярную карциному. Могут развиваться и внепеченочные осложнения. Для их возникновения важное значение имеет длительное течение заболевания, стимуляция В-лимфоцитов антигенами вируса, а также его репликация в отдельных тканях (эпителий слизистой оболочки рта, слюнных желез и т.д.). Ассоциированные осложнения при HCV-инфекции разделены на 3 группы: заболевания, при которых доказана этиологическая роль HCV (смешанная криоглобулинемия); oсложнения, в развитии которых HCV принимает участие в качестве одного из этиологических факторов относятся (узелковый полиартериит, В-клеточная неходжкинская лимфома, иммунная тромбоцитопения, синдром Шегрена, поздняя кожная порфирия, красный плоский лишай и т.д.). и группа состояний, в развитии которых участие вируса предполагается, но требует дополнительных доказательств (гигантоклеточный височный артериит, фиброзирующий альвеолит, полимиозит, миокардит, дерматомиозит и др.). Появление внепеченочных осложнений затрудняет процесс лечения. Поэтому особенно важным является раннее начало лечения гепатита, еще до развития внепеченочных осложнений. ...