Способ определения прочностных свойств покрытия Советский патент 1989 года по МПК G01N19/04 

ttttttt

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_TN по толщине покрытия 2 на элементарном участке с углом Dφ одинаковы, поэтому измеряют возникающие в момент отрыва покрытия 2 тангенциальные напряжения σ_TO на вогнутом участке основы 1. Величину прочности σ_сц = σ_отр сцепления покрытия с основой определяют из соотношения: σ_сц=δ(1-*98M_N*98M_O)E_NΣ_TO/R(1-*98M_N)^2.E_O, где *98M_N

*98M_O - коэффициент Пуассона материала покрытия и основы соответственно

E_N

E₀ - модули продольной упругости материала покрытия и основы соответственно. 2 ил.

tutu

Фие. 1

31516

Изобретение относится к испытателной технике, а именно к способам оп- ределения прочкостных сяойств покрытий.

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

На фиг. показана схема образца, используемого для реализации предлагаемого способа; на фиг.2 - схема измерения возникающих напряжений.

Способ осуществляют следующим образом.

На основу 1 в вице пластины, имеющей вогнутый криволинейный участок радиусом R, наносят испытуемое покрытие 2 толщиной S одним из известных способов. Доводят покрытие 2 до отверждения и прикладывают к основе 1 растягивающую нагрузку. Постепенно увеличивают растягивающую нагрузку до момента отрыва испытуемого покрытия 2 от основы I, который фик- сируют, напр1 ео, с помо1цью оптических приборов или методами акустической эмиссии. Так как размеры основы I в несколько десятков раз превышают толщину и испытуемого покрытия 2, то напряжения Gi по толщине пок1ил- тия на элементарном участке с углом d у одииаковы, поэтому покрытие 2 находится в безмоментном состоянии и напряжения на криволинейном участке с учетом формулы Лапласа описьшаются уравнением:

И.R

S

гдеСд - напряжения отрьша покрытия.

Из условия совместности деформаций и выражений обобщенного закона Гука определяют касательные напряжения, действующие в покрытии:45

ft - -ilJi u yo. . -En . G. 1 -lUl EO |Un fUo коэффициент Пуассона материала покрытия и осно- д вы соответственно; Е.Ед - модуль продольной упругости материала покрытия и основы соответственно; G - тангенциальные напряже- 55 ния на вогнутом участке основы.

Измеряют тангенциальные напряжения (jj. на вогнутом участке основы,

возникающие в момент отслоения покрытия, и определяют величииу прочнос- ти брц G oTB сцепления покрытия из соотношения

сц- J(l-(Uo|UjE Gty ) Е,.

O

5

0 5 0 5

0

5

д 5

Пример. На боковой грани основы размерами 2x20x160 мм из стали X 12 Ф, 1 () профильным алмазным шлифовальные 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. Отслоеиие покрытия происходит при нагрузке 1600 кгс. Напряжения G. on- ределяют как отношение нагрузки к пло щади приложения нагрузки и ff. 40 кгс/мм .

Касательные напряжения в точке А концентратора ( SG p 120 кгс/мм.

Для покрытия TiN упругие константы иееют следующие значения: Е 25113 кгс/мм ; fj, 0,25. Дпя основы Е 20000 кгс/мм ; jU 0,28. Находят значение отрьюающих напряжений , orp А кгс/мм. Формула изобретения

Способ определения прочностных свойств покрытия, по которому нанот: сят испытуемое покрытие на открытый участок основы, прикладывают к основе растягивающую нагрузку и определяют прючностные свойства покрытия, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности используют основу, имеющую криволинейный участок, в момент отслоения покрытия измеряют тангенциальные напряжения о. на криволинейном участке основы, а величину прочности сцепления покрытия определяют из соотношения

С ец (1-(и„|и„) () Е„,

где S - толщина покрытия; и„, |Ue - коэффициент Пуассона материала покрытия и основы соответственно;

Ер,Eg - модуль продольной упругости материала покрытия и основы соответственно; R - радиус кривизны основы.

Фуе.2