Предложен способ повышения трещиностойкости и адгезионной прочности покрытий Ti-Al-N путем их легирования танталом
Сотрудниками лаборатории физики поверхностных явлений исследовано влияние содержания Ta на структуру, механические свойства и поведение при скретч-тестировании покрытий Ti1-x-yAlxTayN. Установлено, что увеличение содержания Ta в покрытиях от y = 0 до y = 0,65 приводит к снижению их твердости H и модуля Юнга E, с одной стороны, и увеличению отношения H/E, с другой. Кроме того, вследствие внедрения атомов Ta в решетку Ti-Al-N происходит рост остаточных сжимающих напряжений в покрытиях до y = 0,35, что обусловливает локальный максимум H при данной концентрации тантала. При более высоком содержании Ta имеет место изменение текстуры покрытий с (111) на (200), которое способствует снижению напряжений и уменьшению твердости. Последнее приводит к падению несущей способности покрытий. Конкуренция между ростом вязкости разрушения и снижением несущей способности обусловливает максимальные значения трещиностойкости и адгезионной прочности при скретч-тестировании у покрытия Ti0,31Al0,34Ta0,35N.
Работа выполнена в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН, проект FWRW-2021-0010. Результаты исследования опубликованы в журнале Metals (IF: 2.695; CiteScore: 3.8; Q1 по данным SJR): Shugurov, A.; Kuzminov, E. Effect of Ta Content on Scratching Behavior of Ti-Al-Ta-N Coatings on Titanium Substrate. Metals 2022, 12, 1017. https://doi.org/10.3390/met12061017.
Фото: сайт ИФПМ СО РАН