ВИЗНАЧЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ЗНИЖЕННЯ ЦИКЛІЧНИХ НАПРУЖЕНЬ У ЗРАЗКАХ З ПОКРИТТЯМ

Анотація

Досліджено вплив двох варіантів електронно-променевих конденсованих покриттів титанових зразків на розсіювання енергії та опір втомі матеріалу основи (Тi−6Al−4V) й основи з покриттям Сu, а також мікрошаруватого покриття Hf/Ag/Ni/Cr при неруйнівних і руйнівних циклічних напруженнях. Особливістю такого покриття є використання у кожному наступному шарі матеріалу з більш високим модулем пружності (від основи до зовнішнього шару), а також характерна для електронно-променевого випаровування і конденсації у вакуумі стовпчаста мікроструктура шарів покриття і субмікронних двійників у сполучному підшарі. Завдяки шаруватій макро- та мікроструктурі енергія вібраційних коливань поглинається матеріалом покриття за рахунок як внутрішнього тертя (між шарами покриття, а також між покриттям і основою), так і розсіювання енергії коливань на численних дефектах стовпчастої структури (міжстовпчастої пористості). Для цього збуджували резонансні згинальні коливання консольно закріплених зразків на першій та другій формах і визначали залежності декремента коливань від максимальних напружень у зразках, а також руйнівних втомних напружень від кількості циклів навантаження. Крім того, обґрунтовано застосування та експериментально визначено коефіцієнти пропускання коливань по циклічним напруженням і по енергії коливань. Перший з них дорівнює відношенню різниці напруг у зразку без покриття та з покриттям до напруги в зразку без покриття при однакових рівнях відносної потужності установки в різних випробуваннях. Другий коефіцієнт дорівнює відношенню різниці енергій зразка без покриття та з покриттям до підведеної до нього енергії коливань в зразку без покриття при однаковому рівні відносної потужності установки в різних випробуваннях. Показано, що покриття Hf/Ag/Ni/Cr дає більш високе розсіювання енергії, але менш високі втомні властивості порівняно з покриттям Сu і основою. Коефіцієнти пропускання коливань мають більшу чутливість до розсіювання енергії, ніж декремент коливань.