Название статьи ВЛИЯНИЕ ОТЖИГА ВАКУУМНО-ДУГОВЫХ ПОКРЫТИЙ TiN НА ИХ НАГРУЗКУ ОТСЛАИВАНИЯ И СОПРОТИВЛЕНИЕ ФРЕТТИНГ-ИЗНАШИВАНИЮ
Авторы

А.В. КУШНЕРОВ, научный сотрудник центра структурных исследований и трибомеханических испытаний материалов и изделий машиностроения коллективного пользования НТЦ «Технологии машиностроения и технологическое оборудование», Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Ю.В. БЕЛЯНКО, техник центра структурных исследований и трибомеханических испытаний материалов и изделий машиностроения коллективного пользования НТЦ «Технологии машиностроения и технологическое оборудование», Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

С.В. КОНСТАНТИНОВ, канд. физ.-мат. наук, доц., ведущий научный сотрудник лаборатории элионики, НИУ «Институт прикладных физических проблем имени А.Н. Севченко» БГУ, г. Минск, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

В.М. КОНСТАНТИНОВ, д-р техн. наук, проф., заведующий кафедрой «Материаловедение в машиностроении», Белорусский национальный технический университет, г. Минск, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Т.В. ШЕЛКОВАЯ, канд. физ.-мат. наук, доц., старший научный сотрудник, Научно-практический центр НАН Беларуси по материаловедению, г. Минск, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. 

 

В рубрике МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ
Год 2026
Номер журнала 1(74)
Страницы 75–80
Тип статьи Научная статья
Индекс УДК 620.178.16, 621.793, 621.891
Идентификатор DOI https://doi.org/10.46864/1995-0470-2026-1-74-75-80
Аннотация

Исследовано влияние отжига вакуумно-дугового покрытия TiN на его износостойкость в условиях фреттинга и нагрузку отслаивания. Установлено, что покрытие в исходном состоянии содержит TiN с гранецентрированной решеткой и Ti с гексагональной плотноупакованной решеткой и его фазовый состав в процессе отжига при 300–500 ℃ не изменяется. После отжига покрытия при 550 ℃ в его фазовом составе регистрируются TiN, Ti и TiO2. Показано, что отжиг покрытия при 350–400 ℃ способствует повышению сопротивления фреттинг-изнашиванию на 10 % и возрастанию нагрузки отслаивания. В результате отжига при 450–500 ℃ нагрузка отслаивания сохраняется на высоком уровне, а после отжига при 550 ℃ резко падает. Износостойкость покрытий в интервале температур отжига 450–550 ℃ снижается до 20 %. Сделано заключение, что увеличение нагрузки отслаивания покрытия после отжига при 350–500 ℃ связано с образованием на поверхности покрытия пленки низших оксидов титана, выступающих в качестве твердой смазки и препятствующих зарождению дислокаций, появлению микротрещин на границе покрытия с подложкой при скретч-тестировании. Снижение нагрузки отслаивания в результате отжига при 550 ℃ и износостойкости после отжига при температурах 450–550 ℃ вызвано разупрочнением покрытия.

Ключевые слова покрытия TiN, вакуумно-дуговое осаждение, отжиг, нанотвердость, нагрузка отслаивания, износостойкость, фреттинг
  Полный текст статьи Вам доступен
Список цитируемой литературы
  1. Geringer, J. Fretting-corrosion of materials used as orthopaedic implants / J. Geringer, B. Forest, P. Combrade // Wear. — 2005. — Vol. 259, iss. 7–12. — P. 943–951. — DOI: https://doi. org/10.1016/j.wear.2004.11.027. 
  2. Korsunsky, A.M. Development and characterization of low friction coatings for protection against fretting wear in aerospace components / A.M. Korsunsky, A.R. Torosyan, K. Kim // Thin Solid Film. — 2008. — Vol. 516, iss. 16. — P. 5690–5699. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.tsf.2007.07.056. 
  3. Голего, Н.Л. Фреттинг-коррозия металлов / Н.Л. Голего, А.Я. Алябьев, В.В. Шевеля. — Киев: Технiка, 1974. — 270 с. 
  4. Literature review on fretting wear and contact mechanics of tribological coatings / L. Ma, K. Eom, J. Geringer [et al.] // Coatings. — 2019. — Vol. 9, iss. 8. — DOI: https://doi.org/10.3390/ coatings9080501. 
  5. Трение, изнашивание и смазка: справ.: в 2 кн. / В.В. Алисин, А.Я. Алябьев, А.М. Архаров [и др.]; под ред. И.В. Крагельского, В.В. Алисина. — М.: Машиностроение, 1978. — Кн. 1. — 400 с. 
  6. Дроздов, Ю.Н. Трение и износ в экстремальных условиях: справ. / Ю.Н. Дроздов, В.Г. Павлов, В.Н. Пучков. — М.: Машиностроение, 1986. — 224 с. 
  7. Емельянов, В.А. Вакуумно-плазменные способы формирования защитных и упрочняющих покрытий / В.А. Емельянов, И.А. Иванов, Ж.А. Мрочек. — Минск: Бестпринт, 1998. — 284 с. 
  8. Дороднов, А.М. О физических принципах и типах вакуумных технологических устройств / А.М. Дороднов, В.А. Петросов // Журнал технической физики. — 1981. — Т. 5, № 3. — С. 504–524. 
  9. Musil, J. Hard nanocomposite coatings: thermal stability, oxidation resistance and toughness / J. Musil // Surface and Coatings Technology. — 2012. — Vol. 207. — P. 50–65. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2012.05.073. 
  10. Gleiter, H. Nanocrystalline materials / H. Gleiter // Progress in Materials Science. — 1989. — Vol. 33, iss. 4. — P. 223–315. — DOI: https://doi.org/10.1016/0079-6425(89)90001-7. 
  11. Oliver, W.C. An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and dis-placement sensing indentation experiments / W.C. Oliver, G.M. Pharr // Journal of Materials Research. — 1992. — Vol. 7, iss. 6. — P. 1564–1583. — DOI: https://doi.org/10.1557/JMR.1992.1564. 
  12. Oliver, W.C. Measurement of hardness and elastic modulus by instrumented indentation: advances in understanding and refinements to methodology / W.C. Oliver, G.M. Pharr // Journal of Materials Research. — 2004. — Vol. 19, iss. 1. — P. 3–20. — DOI: https://doi.org/10.1557/jmr.2004.19.1.3. 
  13. Кушнеров, А.В. Установка и методика экспериментальных исследований изнашивания материалов и покрытий в условиях фреттинг-коррозии / А.В. Кушнеров, В.А. Шапарь // Актуальные вопросы машиноведения: cб. науч. тр. / Объедин. ин-т машиностроения НАН Беларуси; редкол.: С.Н. Поддубко [и др.]. — Минск, 2020. — Вып. 9. — С. 330–332. 
  14. Кукареко, В.А. Влияние отжига на структурно-фазовое состояние и физико-механические свойства вакуумно-дуговых покрытий TiN, нанесенных на сталь 9ХС / В.А. Кукареко, А.В. Кушнеров, Н.Н. Попок // Весці НАН Беларусі. Серыя фізіка-матэматычных навук. — 2024. — Т. 60, № 4. — С. 344–352. — DOI: https://doi.org/10.29235/1561-2430-2024-60-4-344-352. 
  15. Гольдшмидт, Х.Дж. Сплавы внедрения: в 2 вып. / Х.Дж. Гольдшмидт; пер. с англ. С.Н. Горина, Б.А. Клыпина; под ред. Н.Т. Чеботарева. — М.: Мир, 1971. — Вып. 2. — 464 с. 
  16. Affonso, L.O.A. Machinery failure analysis handbook: sustain your operations and maximize uptime / L.O.A. Affonso. — Gulf Publishing Company, 2006. — 308 p.