Трансформация напряженного состояния поверхностного слоя нитридной керамики при изменении толщины TiC-покрытия. Вариант нагружения ― распределенная силовая нагрузка


https://doi.org/10.17073/1683-4518-2016-10-58-63

Полный текст:




Аннотация

В результате выполненных численных экспериментов выявлено сложное влияние толщины покрытия из карбида титана на изменение напряженного состояния поверхностного слоя Si3N4‒TiC‒Y2O3-керамики под действием распределенной силы. Установлено, что увеличение толщины TiC-покрытия приводит к увеличению неоднородности σi и неоднозначному изменению неоднородности σ11, σ22 и σ12 в поверхностном слое нитридной керамики.

Об авторах

В. В. Кузин
ФГБОУ ВО «Московский государственный технологический университет «Станкин»
Россия
д.т.н.


М. Ю. Фёдоров
ФГБОУ ВО «Московский государственный технологический университет «Станкин»
Россия
к.т.н.


М. А. Волосова
ФГБОУ ВО «Московский государственный технологический университет «Станкин»
Россия
к.т.н.


Список литературы

1. Pakuła, D. Structure and properties of the Si3N4 nitride ceramics with hard wear resistant coatings / D. Pakuła, L. A. Dobrzański, K. Gołombek [et al.] // J. Materials Processing Technology. ― 2004. ― Vol. 157/158. ― P. 388‒393.

2. Supancic, Р. Strength tests on silicon nitride balls / P. Supancic, R. Danzer, W. Harrer [et al.] // Key Engineering Materials. ― 2009. ― Vol. 409. ― Р. 193‒200.

3. Кузин, В. В. Работоспособность режущих инструментов из нитридной керамики при обработке чугунов / В. В. Кузин // Вестник машиностроения. ― 2004. ― № 5. ― С. 39‒43. Kuzin, V. V. Effectiveness of the nitride ceramic cutting tools in machining the gray irons / V. V. Kuzin // Russian Engineering Research. ― 2004. ― Vol. 24, № 5. ― Р. 21‒27.

4. Telle, R. Design, construction and performance of silicon nitride tool parts in steel thixoforming / R. Telle, S. Muenstermann, C. Beyer // Solid State Phenomena. ― 2006. ― Vols. 116/117. ― Р. 690‒695.

5. Huang, Y. Flexure creep behaviors of Si3N4/BN laminated ceramic composites produced by rollin / Y. Huang, S. K. Zhao, C. W. Li [et al.] // Key Engineering Materials. ― 2003. ― Vol. 249. ― Р. 15‒24.

6. Tian, X. Friction and wear characteristics of SiC and Si3N4 ceramics against ZrO2 ceramic under dry friction /X. Tian, B. Lin, W. L. Zhang // Key Engineering Materials. ― 2005. ― Vols. 280‒283. ― Р. 1319‒1322.

7. Danzer, R. Silicon nitride tools for hot rolling of high-alloyed steel and superalloy wires / R. Danzer, M. Lengauer, D. Rubeša [et al.] // Key Engineering Materials. ― 2009. ― Vol. 409. ― P. 43‒54.

8. Kuzin, V. Designing of detailstaking into account degradation of structural ceramics at exploitation / V. Kuzin, S. Grigoriev, M. Volosova, M. Fedorov // Applied Mechanics and Materials. ― 2015. ― Vols. 752/753. ― Р. 268‒271.

9. Кузин, В. В. Неоднородность напряжений в поверхностном слое керамики под действием внешней нагрузки. Часть 1. Влияние сложного механического нагружения / В. В. Кузин, С. Н. Григорьев, В. Н. Ермолин // Новые огнеупоры. ― 2013. ― № 10. ― С. 47‒51. Kuzin, V. V. Stress inhomogeneity in a ceramic surface layer under action of an external load. Part 1. Effect of complex mechanical loading / V. V. Kuzin, S. N. Grigor’ev, V. N. Ermolin // Refractories and Industrial Ceramics. ― 2014. ― Vol. 54, № 5. ― Р. 416‒419.

10. Кузин, В. В. Неоднородность напряжений в поверхностном слое керамики под действием внешней нагрузки. Часть 3. Влияние распределенной силовой нагрузки / В. В. Кузин, С. Н. Григорьев, В. Н. Ермолин //Новые огнеупоры. ― 2014. ― № 1. ― С. 42‒46. Kuzin, V. V. Stress inhomogeneity in a ceramic surface layer under action of an external load. Part 3. Effect of a distributed force load / V. V. Kuzin, S. N. Grigor’ev, V. N. Ermolin // Refractories and Industrial Ceramics. ― 2014. ― Vol. 55, № 1. ― Р. 36‒39.

11. Балохонов, Р. Р. Иерархическое моделирование неоднородной деформации и разрушения материалов композиционной структуры / Р. Р. Балахонов // Физическая мезомеханика. ― 2009. ― Т. 12, № 5. ― С. 45‒55.

12. Григорьев, С. Н. Влияние силовых нагрузок на напряженно-деформированное состояние режущих пластин из оксидной керамики / С. Н. Григорьев, В. В. Кузин, Д. Буртон [и др.] // Вестник машиностроения. ― 2012. ― № 1. ― С. 67‒71. Grigor’ev, S. N. Influence of loads on the stressstrain state of aluminum-oxide ceramic cutting plates / S. N. Grigor’ev, V. V. Kuzin, D. Burton [et al.] // Russian Engineering Research. ― 2012. ― Vol. 32, № 1. ― Р. 61‒67.

13. Григорьев, С. Н. Напряженно-деформированное состояние инструментов из нитридной керамики с покрытием / С. Н. Григорьев, В. В. Кузин, М. А. Волосова //Вестник машиностроения. ― 2012. ― № 6. ― С. 64‒69. Grigor'ev, S. N. Stress-strain state of a coated nitride-ceramic tool / S. N. Grigor'ev, V. V. Kuzin, M. A. Volosova // Russian Engineering Research. ― 2012. ― Vol. 32, № 7/8. ― Р. 561‒566.

14. Grigoriev, S. The stress-strained state of ceramic tools with coating / S. Grigoriev, V. Kuzin, D. Burton, D. Batako // Proceedings of the 37th International MATADOR 2012 Conference 2013. ― С. 181‒184.

15. Волосова, М. А. Влияние покрытия из нитрида титана на структурную неоднородность напряжений в оксидно-карбидной керамике. Часть 2. Действует сосредоточенная сила / М. А. Волосова, С. Н. Григорьев, В. В. Кузин // Новые огнеупоры. ― 2014. ― № 10. ― С. 77‒82. Volosova, M. A. Effect of tinanium nitride coatings on stress structural inhomogeneity in oxide-carbide ceramic. Part 2. Concentrated force action / M. A. Volosova, S. N. Grigor’ev, V. V. Kuzin // Refractories and Industrial Ceramics. ― 2015. ― Vol. 55, № 5. ― Р. 487‒491.

16. Волосова, М. А. Влияние покрытия из нитрида титана на структурную неоднородность напряжений в оксидно-карбидной керамике. Часть 3. Действует распределенная силовая нагрузка / М. А. Волосова, С. Н. Григорьев, В. В. Кузин // Новые огнеупоры. ― 2014. ― № 12. ― С. 35‒40. Volosova, M. A. Effect of titanium nitride coating on stress structural inhomogeneity in oxide-carbide ceramic. Part 3. Action of distributed force load / M. A. Volosova, S. N. Grigor’ev, V. V. Kuzin // Refractories and Industrial Ceramics. ― 2015. ― Vol. 55, № 6. ― Р. 565‒569.

17. Zhijian, P. Hard and wear-resistant titanium nitride films for ceramic cutting tools by pulsed high energy density plasma / P. Zhijian. M., Hezhuo, W. Wei [et al.] // Surface and Coatings Technology. ― 2003 ― Vol. 166, № 2. ― P. 183‒188.

18. Kuzin, V. Tool life and wear mechanism of coated Si3N4 ceramic tools in turning grey cast iron / V. Kuzin, S. Grigoriev // Key Engineering Materials. ― 2014. ― Vol. 581. ― Р. 14‒17.

19. Long, Y. Cutting performance and wear mechanism of Ti‒Al‒N/Al‒Cr‒O coated silicon nitride ceramic cutting inserts / Y. Long, J. Zeng, W. Shanghua // Ceramics International.― 2014. ― Vol. 40, № 7. Part. A. ― Р. 9615‒9620.

20. Кузин, В. В. Трансформация напряженного состояния поверхностного слоя нитридной керамики при изменении толщины TiC-покрытия. Вариант нагружения ― сосредоточенная силовая нагрузка / В. В. Кузин, М. Ю. Фёдоров // Новые огнеупоры. ― 2016. ― № 8. ― С. 59‒65.

21. Kuzin, V. Method of investigation of the stress-strain 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.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Кузин В.В., Фёдоров М.Ю., Волосова М.А. Трансформация напряженного состояния поверхностного слоя нитридной керамики при изменении толщины TiC-покрытия. Вариант нагружения ― распределенная силовая нагрузка. Новые огнеупоры. 2016;(10):58-63. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2016-10-58-63

For citation: Kuzin V.V., Fedorov M.Y., Volosova M.A. Variation of stress in the nitride ceramics surface layer when the TiC-coating thickness changes under the distributed strength loading. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2016;(10):58-63. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2016-10-58-63

Просмотров: 147

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


ISSN 1683-4518 (Print)