"Механики XXI веку" №16 2017

Механики XXI веку. №16 2017 г.

254

Нечаев Л.М., Фомичева Н.Б., Иванькин И.С. Определение параметров трещиностойкости

никотрированных сталей // Современные наукоемкие технологии, 2007. №5. С.89-92.

Ondracek G. Zurquantitativen Gefüge-Feldeigenschafts-Korrelation mehrhasiger Werkstoffe Teil I, II, III (О

количественной корреляции между свойствами и структурой многофазных материалов, Часть I, II, III). // Metall. 1982.

Vol. 36. № 12. P. 1288-1290.

Simulation of the microhardness on the structure

of diffusion zones coatings

Markova E. V., Chechuga O.V.

Tula state University

marta06@yandex.ru

Keywords:

microhardness, degree of dispersion, diffusion zone, carbonitride layer

The paper considers diffusion zone formation as a thermal diffusion coating is applied to steel. The micro

hardness of the diffuse areas has been simulated using a set of their specific properties. An approach to micro

hardness distribution over the diffuse zone depth simulation has been proposed. The hardness distribution model

has been verified against experimental data; the model accuracy is substantially good. The saturation tempera-

ture vs. diffuse layer thickness relations have been identified through studying micro hardness distribution over

the nitrated layer depth for various treatment temperatures and periods. The most uniform hardness reduction has

been found in steels with elevated Cr and V content. It has enabled to determine the efficient diffuse layer depth

for the same conditions. A quantitative relation between diffusion zone micro hardness and their structural het-

erogeneity properties has been identified.

УДК 539.3

Структурная гетерогенность как условие формирования малых

трещин в покрытии

Нечаев Л.М., Фомичева Н.Б., Сержантова Г.В.

ФГБОУ ВО «Тульский государственный университет»

nbf62@yandex.ru

Ключевые слова

: квазихрупкая структура, покрытие, трещина, уровень напряжений, струк-

турный дефект

В работе проведен анализ кинетической диаграммы усталостного разрушения, связывающей

скорость роста трещины и коэффициент интенсивности напряжений цикла для термодиффузион-

ных покрытий. Получены данные по росту малых трещин в гетерогенных структурах. Выявлено

влияние частиц фаз при высоких напряжениях на формирование трещин. Отмечено, что в слоях,

имеющих наибольшую степень гетерогенности, при высоких напряжениях возможен наиболее дина-

мичный старт трещины. При последующем увеличении амплитуды напряжения наблюдается за-

медление движения трещин по глубине покрытия. Проведена оценка влияния гетерогенности на

трещинообразование материала покрытия. Микромеханика малых трещин представлена с учетом

зависимости скорости роста трещин от произведения амплитуды напряжения на корень квадрат-

ный из длины трещины. Получено, что замедление трещин происходит более эффективно в гетеро-

генных слоях с большим количеством частиц второй фазы.

Процессы изнашивания в рамках усталостного механизма повреждаемости предопре-

деляются эффектами формирования микро- и макротрещин. Особенностью кинетики распро-

странения трещин в квазихрупких структурах является то, что она реализуется с предельно

высокими скоростями. Перемещение трещины происходит под действием нормальных к

плоскости трещины сжимающих и растягивающих напряжений.

Кинетика роста микротрещины определяется следующими фазами: старт распростра-

нения дефекта, перестройка микропластической зоны из объемной в характерную для ква-