基于循环微冲击试验的 TiN 涂层疲劳寿命估算
应用物理
2024-05-07 v3 材料科学
摘要
本文通过结合实验测试与计算建模的方法，研究工具钢基体材料上薄氮化钛（TiN）涂层（厚 1.5 μm）在动态与循环冲击下的行为。动态冲击试验用于研究载荷相关的动态硬度并评估涂层系统的能量耗散能力。在循环冲击试验中，材料在每一循环均发生永久塑性变形，最终导致涂层失效。化学分析识别出涂层与基体间的界面层，而截面分析揭示了由循环与冲击载荷引起的涂层损伤范围。构建了连接加速度载荷、感测深度与循环次数至涂层失效的三维图谱，并采用经验公式刻画深度与失效循环次数间的关系。计算模型考察了加载与卸载过程中的牵引分量分布，重点关注法向与剪切牵引。这些发现提示法向牵引在因冲击导致的界面疲劳失效中可能具有重要意义。
引用
@article{arxiv.2309.15041,
title = {Estimation of fatigue life of TiN coatings using cyclic micro-impact testing},
author = {Abdalrhaman Koko and Elsiddig Elmukashf and Tony Fry and Mark Gee and Hannah Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.15041},
year = {2024}
}