ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 24 № 1 2022 87 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Исследование структурно-фазового состояния и механических свойств покрытий ZrCrN, полученных вакуумно-дуговым методом Андрей Филиппов1, а,*, Николай Шамарин1, b, Евгений Москвичев1, с, Ольга Новицкая1, d, Евгений Княжев1, e, Юлия Денисова2, f, Андрей Леонов2, g, Владимир Денисов2, h 1 Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, пр. Академический, 2/4, г. Томск, 634055, Россия 2 Институт сильноточной электроники СО РАН, пр. Академический, 2/3, г. Томск, 634055, Россия a https://orcid.org/0000-0003-0487-8382, andrey.v.fi lippov@yandex.ru, b https://orcid.org/0000-0002-4649-6465, shnn@ispms.ru, c https://orcid.org/0000-0002-9139-0846, em_tsu@mail.ru, d https://orcid.org/0000-0003-1043-4489, nos@ispms.tsc.ru, e https://orcid.org/0000-0002-1984-9720, zhenya4825@gmail.com, f https://orcid.org/0000-0002-3069-1434, yukolubaeva@mail.ru, g https://orcid.org/0000-0001-6645-3879, laa-91@yandex.ru, h https://orcid.org/0000-0002-5446-2337, volodyadenisov@yandex.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2022 Том 24 № 1 с. 87–102 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2022-24.1-87-102 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.45.038.7 История статьи: Поступила: 10 декабря 2021 Рецензирование: 28 декабря 2021 Принята к печати: 28 января 2022 Доступно онлайн: 15 марта 2022 Ключевые слова: Покрытие Морфология Нитриды Структура Фазовый состав Финансирование: Работа выполнена при финансовой поддержке Российской Федерации в лице Министерства науки и высшего образования (проект № 075-152021-1348) в рамках мероприятия № 1.1.16. Благодарности: Исследования частично выполнены на оборудовании ЦКП «Структура, механические и физические свойства материалов». АННОТАЦИЯ Введение. Современные технологии позволяют формировать наноструктурированные покрытия с использованием множества химических элементов. Такие покрытия способны сочетать в себе разные физико-механические и химические свойства. С этой точки зрения перспективными являются покрытия, сформированные послойным нанесением нитридов циркония и хрома. Осаждение разных химических элементов на разнообразные подложки требует проведения отдельных исследований для формирования прочных и износостойких покрытий. Целью работы является исследование структурно-фазового состояния и механических свойств покрытий системы ZrCrN, полученных плазменно-ассистированным вакуумно-дуговым методом физического осаждения из газовой фазы. В работе исследованы образцы с покрытиями нитридов циркония и хрома, а также с многослойными покрытиями системы ZrCrN, нанесенными на подложки из твердого сплава ВК8. Методами исследования являются конфокальная лазерная сканирующая микроскопия, рентгенофазовый анализ, высокоразрешающая растровая электронная микроскопия, наноиндентирование и царапание. Результаты и обсуждение. На основе полученных экспериментальных результатов установлено, что изменение режима нанесения многослойных покрытий ZrCrN приводит к существенному воздействию на их структуру, морфологию и шероховатость поверхности, а также механические свойства. В частности, изменение частоты вращения образцов при нанесении покрытия позволяет контролировать длительность осаждения каждого из рассматриваемых слоев многослойного покрытия и тем самым управлять их свойствами. Заключение. На основе полученных результатов показано, что изменением условий осаждения можно сформировать покрытие системы ZrCrN на подложке из сплава ВК8 с высокой нанотвердостью – 45 ГПа. Анализ результатов механических испытаний указывает на хорошую адгезию между исследуемыми покрытиями и подложкой. В ходе тестов на царапание установлено, что покрытия CrN и ZrN разрушаются по когезионному механизму, а на поверхности покрытий системы ZrCrN формируются равномерные царапины без следов разрушения. На основе полученных результатов можно рекомендовать покрытия ZrCrN-2–ZrCrN-4 в качестве твердых и потенциально износостойких покрытий. Для цитирования: Исследование структурно-фазового состояния и механических свойств покрытий ZrCrN, полученных вакуумнодуговым методом / А.В. Филиппов, Н.Н. Шамарин, Е.Н. Москвичев, О.С. Новицкая, Е.О. Княжев, Ю.А. Денисова, А.А. Леонов, В.В. Денисов // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2022. – Т. 24, № 1. – С. 87–102. – DOI:10.17212/19946309-2022-24.1-87-102. ______ *Адрес для переписки Филиппов Андрей Владимирович, к.т.н., с.н.с. Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, пр. Академический 2/4 634055, г. Томск, Россия Тел.: 8 (999) 178-13-40, e-mail: andrey.v.fi lippov@yandex.ru
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1