Способ определения прочностных свойств покрытия

 

Изобретение относится к испытательной технике, предназначено для определения прочностных свойств покрытия и позволяет повысить точность определения. К основе 1 с нанесенным на ее вогнутой криволинейный участок радиусом R испытуемым покрытием 2 прикладывают растягивающую нагрузку до момента его отрыва. Так как размеры основы 1 значительно превышают толщину δ испытуемого покрытия 2, то напряжения σ<SB POS="POST">TN</SB> по толщине покрытия 2 на элементарном участке с углом Dφ одинаковы, поэтому измеряют возникающие в момент отрыва покрытия 2 тангенциальные напряжения σ<SB POS="POST">TO</SB> на вогнутом участке основы 1. Величину прочности σ<SB POS="POST">сц</SB> = σ<SB POS="POST">отр</SB> сцепления покрытия с основой определяют из соотношения: σ<SB POS="POST">сц</SB>=δ(1-*98M<SB POS="POST">N</SB>*98M<SB POS="POST">O</SB>)E<SB POS="POST">N</SB>Σ<SB POS="POST">TO</SB>/R(1-*98M<SB POS="POST">N</SB>)<SP POS="POST">2.</SP>E<SB POS="POST">O</SB>, где *98M<SB POS="POST">N</SB>

*98M<SB POS="POST">O</SB> - коэффициент Пуассона материала покрытия и основы соответственно

E<SB POS="POST">N</SB>

E<SB POS="POST">0</SB> - модули продольной упругости материала покрытия и основы соответственно. 2 ил.

СООЭ СО8ЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1516902 А 1 (5ц 4 G 01 N 19/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4297329/25-28 (22) 11.08.87 (46) 23.10.89.Бюл, Р 39 (71) Институт сверхтвердых материалов АН УССР и Воронежский политехнический институт (72) Ю,А,Цеханов, О.А.Розенберг и и С.Е,Шейкин (53) 620,179,4 (088.8) (56) Кудинов В.В,, Иванов В.М. Нанесение плазмой тугоплавких покрытий.

М.: Машиностроение, 198), с.126.

Заводская лаборатория, 1 982, М - 7, с,74-77. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ

СВОЙСТВ ПОКРЫТИЯ (57) Изобретение относится к испытательной технике, предназначено для определения прочностных свойств покрытия и позволяет повысить точность определения. К основе 1 с нанесенным

2 на ее вогнутый криволинейный участок радиусом R испытуемым покрытием 2 прикладывают растягивающую нагрузку до момента его отрыва. Так как размеры основы 1 значительно превышают толщину 8 испытуемого покрытия 2, то напряжения G по толщине покры-. ï тия 2 на элементарном участке с углом dg одинаковы, поэтому измеряют возникающие в момент отрыва покрытия 2 тангенциальные напряжения

Q на вогнутом участке основы 1 Be о личину прочности G,ö -60, сцепления покрытия с основой определяют иэ соотношения 5, = 3 (1 — p „)),)Е„6,/

/К(1 — P) Е, где р „, p, — ко эффициент Пуассона материала покрытия и основы соответственно, Е, Е, — модули продольной упругости материала покрытия и основы соответственно.

2 ил.

3 1516902

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам определения прочностных свойств покрытий.

Целью изобретения является повышение точности определения прочностных свойств покрытия, нанесенного на основу.

На фиг,1 показана схема образца, используемого для реализации предлагаемого способа, на фиг.2 — схема измерения возникающих налряжений.

Способ осуществляют следующим образом. 15

На основу 1 в виде пластины, ю еющей вогнутый криволинейный участок радиусом К, наносят испытуемое покрытие 2 толщиной и одним из известных способов. Доводят покрытие 20

2 до отверждения и прикладывают к основе 1 растягивающую нагрузку. Постепенно увеличивают растягивающую нагрузку до момента отрыва испытуемого покрытия 2 от основы I, который фиксируют, напр мео, с помощью оптических приборов или методами акустической эмиссии. Так как размеры основы

I в несколько десятков раз превышают толщину испытуемого покрытия 2, 30 то напряжения Qg„ no толщине покрытия на элементарном участке с углом

d у одинаковы, поэтому покрытие 2 находится в безмоментном состоянии и напряжения на криволинейном участке 35 с учетом формулы Лапласа описываются уравнением:

« к

40 гдето„, — напряжения отрыва покрытия.

Из условия совместности деформаций и выражений обобщенного закона Гука определяют касательные напряжения, действующие в покрытии.

1 — Мпво Еп д, о

1 - п„Eî возникающие в момент отслоения покрытия, и определяют величину прочности G,„ „Q „ ñöåïëåíèÿ покрытия иэ соотношения сц (l о pl„)En t

R(l p) Eî

Пример. На боковой грани основы размерами 2х20х160 мм из стали

Х 12 Ф, l (НКСз63) профильньм алмазньк шлифовальньи кругом выполняют канавку радиусом R 0,3 мм.

На образец наносят TiN-покрытие толщиной 8 мкм. Образец нагружают растягивающей нагрузкой.

Контроль за состоянием покрытия осуществляют при помощи микроскопа.

Отслоение покрытия происходит при нагрузке 1600 кгс. Напряжения б оп- ределяют как отношение нагрузки к пло. щади приложения нагрузки и G 40 кгс/мм .

Касательные напряжения в точке А концентратора 0t, Зб 120 кгс/мм и

Для покрытия TiN упругие константы жалеют следующие значения: Е

25113 кгс/мм ; p = 0,25. Дпя основы Е = 20000 кгс/мм ; = 0,28.

Находят значение отрывающих напряже2

H Gcu Gorp = 4 Krc/MM

Формула изобретения

Способ определения прочностных свойств покрытия, по которому нано-. сят испытуемое покрытие на открытый участок основы, прикладывают к основе растягивающую нагрузку и определяют прочностные свойства покрытия, отличающийся тем, что, с целью повышения точности используют основу, имеющую криволинейный участок, в момент отслоения покрытия измеряют тангенциальные напряжения Gt на о криволинейном участке основы, а величину прочности б,ц сцепления покрытия определяют из соотношения где 1п Ро

Еп Ео где ц„, 1ц, — коэффициент Пуассона материала покрытия и осно 50 вы соответственно;

Ея,ЕΠ— модуль продольной упругости материала покрытия и основы соответственно, 4t — тангенциальные напряже о ния на вогнутом участке основы»

Измеряют тангенциальные напряжения Gt на вогнутом участке основы, а

p" Po) E t,/к«1 1" и) Eo толщина покрытия; коэффициент Пуассона материала покрытия и основы соответственно; модуль продольной упругости материала покрытия и основы соответственно; радиус кривизны основы.

15I6902

ФжГ

Сос тав итель В. Св иридов

Редактор Н, Бобкова Техред.А.Кравчук Корректор С.Черни

Заказ 6383/45 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101