ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 24 № 1 2022 96 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Т а б л и ц а 2 Ta b l e 2 Параметры профиля царапин Scratch profi le parameters Образец / Sample Наибольшая глубина царапины, мкм / Maximum scratch depth, μm Наибольшая глубина царапины по сколу, мкм / Maximum scratch depth along the cleavage, μm CrN 3,52 4,5 ZrN 2 3,3 ZrCrN-1 1,88 – ZrCrN-2 1,42 – ZrCrN-3 1,32 – ZrCrN-4 1,31 – сказать, что разрушение покрытий CrN и ZrN имеет когезионный характер, так как впадины меньше толщины этих покрытий. Разрушение покрытия CrN начинается при нормальной нагрузке на индентор ~12 Н, а ZrN ~45 Н. При этом величина тангенциальной силы составляла ~0,8 Н – для покрытия CrN и ~2,3 Н – для покрытия ZrN. Изменение глубины внедрения индентора в ходе тестов зависит как от свойств покрытия, так и от задаваемой нагрузки. Нагрузка задавалась как линейно возрастающая величина и, следовательно, в идеальном случае внедрение индентора в покрытие также должно происходить по аналогичной закономерности. Тем не менее на рис. 10 заметны небольшие колебания этой величины (участок от 0 до ~2,3 мм длины царапины), которые могут быть связаны с неоднородностью морфологии поверхности покрытий. Это согласуется с результатами измерения шероховатости поверхности. Более развитый рельеф у покрытий системы ZrCrN (см. рис. 2) приводит к большим по величине колебаниям глубины внедрения индентора по сравнению с более гладкими покрытиями CrN и ZrN. Кроме того, на рис. 10 видно, что при царапании покрытий CrN и ZrN после пройденных ~2,3 мм длины царапины индентор резко углубляется. Это указывает на существенное повреждение указанных покрытий. Из полученных данных видно, что результаты оценки нанотвердости (табл. 1) согласуются с результатами тестов царапания (табл. 2). Наиболее твердые покрытия меньше подвержены повреждению в результате царапания. Кроме того, стоит отметить, что ни в одном из представленных случаев для покрытий системы ZrCrN не заРис. 10. Профили изменения глубины внедрения индентора при царапании покрытий: CrN (1), ZrN (2), ZrCrN-1 (3), ZrCrN-2 (4), ZrCrN-3 (5), ZrCrN-4 (6) Fig. 10. Indentation depth variation profi les during scratching coatings: CrN (1), ZrN (2), ZrCrN-1 (3), ZrCrN-2 (4), ZrCrN-3 (5), ZrCrN-4 (6) мечено полного отрыва покрытия, что указывает на их хорошую адгезию с материалом подложки. Покрытие CrN, судя по наибольшей глубине царапины по сколу (табл. 2), в процессе разрушения на отдельных участках отделилось от подложки, что указывает на его высокую хрупкость по отношению к воздействию алмазного индентора. Покрытие ZrN, судя по наибольшей глубине царапины по сколу (табл. 2), не разрушается на всю его толщину, что указывает на его более высокие механические свойства по сравнению с покрытием из нитрида хрома. В литературном обзоре [19] приводятся аналогичные сведения о разрушении покрытий ZrN, CrN и
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1