.png)
.png)
Email this article 
Force analysis of the stress-strain state of the surface layer of Al 2O3‒TiCceramics with AlN and TiN coatings
https://doi.org/10.17073/1683-4518-2021-6-64-69
Abstract
Regularities of stress-strain state of surface layer of Al2O3‒TiC-ceramics with AlN and TiN coatings under the action of force load are established using the methodology of computer engineering. The features of influence of AlN and TiN coatings on the nature of changes in the stress intensity in the surfaces of structural elements forming the surface layer of Al2O3‒TiC ceramics are determined. The formation of microstructural stress concentrators at the boundary of the AlN and TiN coatings with the initial ceramics is revealed.
About the Authors
V. V. KuzinRussian Federation
M. A. Volosova
Russian Federation
M. Yu. Fedorov
Russian Federation
References
1. Kuzin, V. V. Correlation of diamond grinding regimes with Al2O3‒TiC ceramic surface condition / V. V. Kuzin, S. Yu. Fedorov // Refract. Ind. Ceram. ― 2017. ― Vol. 57, № 5. ― P. 520‒525. (Кузин, В. В. Взаимосвязь режимов алмазного шлифования с состоянием поверхности Al2O3‒TiCкерамики / В. В. Кузин, С. Ю. Фёдоров // Новые огнеупоры. ― 2016. ― № 9. ― С. 63‒68.)
2. Kuzin, V. V. Features of Al2O3‒TiC-ceramic specimen edge morphology formation during diamond grinding / V. V. Kuzin, S. Yu. Fedorov, S. N. Grigor’ev // Refract. Ind. Ceram. ― 2017. ― Vol. 58, № 3. ― Р. 319‒323. (Кузин, В. В. Закономерности формирования морфологии кромок образцов Al2O3‒TiC-керамики при алмазном шлифовании / В. В. Кузин, С. Ю. Фёдоров, С. Н. Григорьев // Новые огнеупоры. ― 2017. ― № 5. ― С. 63‒67.)
3. Kuzin, Valery V. A new generation of ceramic tools / Valery V. Kuzin, Sergey N. Grigor’ev, David R. Burton [et al.] // Proc. of the 10h International Conference on Manufacturing Research ― ICMR 2012. ― 2012. ― Р. 523‒528.
4. Бахарев, В. П. Основы проектирования и управления процессами финишной обработки керамических и композиционных материалов / В. П. Бахарев. ― Иваново : Иван. гос. ун-т, 2009. ― 240 с.
5. Greil, Peter. Generic principles of crack-healing ceramics / Peter Greil // J. Adv. Ceram. ― 2012. ― Vol. 1, № 4. ― P. 249‒267.
6. Lee, S. K. Crack-healing behaviour of mullite/SiC/Y2O3 composites and its application to the structural integrity of machined components / S. K. Lee, M. Ono, W. Nakao [et al.] // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2005. ― Vol. 25, № 15. ― Р. 3495‒3502.
7. Nakao, W. Critical crack-healing condition for SiC whisker reinforced alumina under stress / W. Nakao, M. Ono, S. K. Lee [et al.] // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2005. ― Vol. 25, № 16. ― Р. 3649‒3655.
8. Ando, K. Crack-healing behavior of structural ceramics under constant and cyclic stress at elevated temperature / K. Ando, K. Furusawa, K. Takahashi [et al.] // J. Ceram. Soc. Jpn. ― 2002. ― Vol. 110, № 1284. ― Р. 741‒747.
9. Ando, K. Crackhealing behavior of Si3N4/SiC ceramics under cyclic stress and resultant fatigue strength at the healing temperature / K. Ando, K. Takahashi, S. Nakayama [et al.] // J. Am. Ceram. Soc. ― 2002. ― Vol. 85, № 9. ― Р. 2268‒2272.
10. Kuzin, V. V. Tooling for high-speed cutting / V. V. Kuzin, S. I. Dos'ко, V. F. Popov [et al.] / Russian Engineering Research. ― 2005. ― Vol. 25, № 9. ― Р. 20‒25.(Кузин, В. В. Инструментальное обеспечение высокоскоростной обработки резанием / В. В. Кузин, С. Ю. Федоров, М. Ю. Федоров [и др.] // Вестник машиностроения. ― 2005. ― № 9. ― С. 46‒50.)
11. Grigoriev, S. N. Prospects for tools with ceramic cutting plates in modern metal working / S. N. Grigoriev, V. V. Kuzin // Glass and Ceramics. ― 2011. ― Vol. 68, № 7/8. ― Р. 253‒257. (Григорьев, С. Н. Перспективы применения инструментов с керамическими режущими пластинами в современной металлообработке / С. Н. Григорьев, В. В. Кузин // Стекло и керамика. ― 2011. ― № 8. ― С. 17‒22.)
12. Abd El-Rahman, A. M. Synthesis and annealing effects on the properties of nanostructured Ti‒Al‒V‒N coatings deposited by plasma enhanced magnetron sputtering / A. M. Abd El-Rahman // Mater. Chem. Phys. ― 2015. ― Vol. 149. ― P. 179‒187.
13. Metel, A. Synthesis of aluminum nitride coatings assisted by fast argon atoms in a magnetron sputtering system with a separate input of argon and nitrogen / A. Metel, S. Grigoriev, M. Volosova [et al.] / Surface & Coatings Technology. ― 2020. ― Vol. 398. ― Article № 126078.
14. Суджанская, И. В. Свойства AlN-покрытия, полученного вакуумно-дуговым методом на кремнии / И. В. Суджанская, Д. А. Колесников, В. М. Береснев [и др.] // Вопросы атомной науки и техники. Серия «Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники». ― 2011. ― № 6 (76). ― C. 145‒148.
15. Kuzin, V. V. The stressed state of the boundary between ceramic and a coating under the effect of power loads / V. V. Kuzin, M. Y. Fedorov // Refract. Ind. Ceram. ― 2016. ― Vol. 57, № 2. ― Р. 192‒198.(Кузин, В. В. Напряженное состояние границы между керамикой и покрытием под действием силовых нагрузок / В. В. Кузин, М. Ю. Фёдоров // Новые огнеупоры. ― 2016. ― № 4. ― С. 38‒44.)
16. Кузин, В. В. Основы компьютерной инженерии поверхностного слоя шлифованной керамики / В. В. Кузин, С. Н. Григорьев, М. А. Волосова // Новые огнеупоры. ― 2020. ― № 6. ― С. 64‒69.
17. Kuzin, V. Method of investigation of the stressstrain state of surface layer of machine elements from a sintered nonuniform material / V. Kuzin, S. Grigoriev // Applied Mechanics and Materials. ― 2014. ― Vol. 486. ― P. 32‒35.
Supplementary files
For citation: Kuzin V.V., Volosova M.A., Fedorov M.Y. Force analysis of the stress-strain state of the surface layer of Al 2O3‒TiCceramics with AlN and TiN coatings. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2021;(6):64-69. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2021-6-64-69
Refbacks
- There are currently no refbacks.