Vežba 3 – Određivanje tvrdoće prevlaka

Παρουσίαση με θέμα: "Vežba 3 – Određivanje tvrdoće prevlaka"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Vežba 3 – Određivanje tvrdoće prevlaka
Inženjerstvo površina Vežba 3 – Određivanje tvrdoće prevlaka Pal Terek, Aleksandar Miletić Fakultet tehničkih nauka

2 Tvrdoća Nije fundamentalna osobina – zavisna je od primenjene tehnike merenja Predstavlja otpornost na plastičnu deformaciju Tvrdoća najbolje oslikava otpornost na habanje

3 Tvrdoća prevlaka Zavisi od: Hemijskog sastava prevlake
materijala osnove Gustine preferirane orijentacije veličine zrna debljine prevlake grešaka u materijalu prevlake (u kristalima, defek.) zaostali naponi

4 Mosova skala

5 Određivanje tvrdoće prevlaka vrši se postupcima zasnovanim na utiskivanju:
konvencionalni postupci instrumentisano utiskivanje U zavisnosti od primenjenog opterećenja postupci utiskivanja se dele na: makro (F > 10N), mikro (F < 10N; h > 200nm) nanoutiskivanja (F < 300mN, h < 200nm)

6 Konvencionalni postupci

7 Vikersov utiskivač

8 Knupov utiskivač

9 Izrazi za određivanje tvrdoće

10 Tvrdoća po Vikersu i Knupu
Osnovne razlike između Vikersovog i Knupovog testa za istu primenjenu silu i isti ispitivani materijal: Vikersov utiskivač prodire duplo dublje od Knupovog, Vikersov test je manje osetljiv na stanje površine od Knupovog testa (kod koga uzorak mora biti poliran), Vikersov test je osetljiviji na greške merenja od Knupovog testa, Vikersov test najpogodniji je za male okrugle preseke, a Knupov za izdužene i tanke preseke, Knupov test pogodan je za veoma tvrde i krte materijale.

11

12 Tvrdoća različitih materijala
TVRDOĆA [GPa] TVRDOĆA [HV] Dijamant 100 10 000 CBN (Kubni bor-nitrid) 45 4589 TiSiN 40-45 DLC (Dijamantu sličan ugljenik) Do 40 4079 TiAlN 30-35 TiN 21 2141 WC ~20 2039 Čelik-plazma nitriran Do 13 1326 Čelik- cementirani kaljeni 6-7 611,8

13 Rastojanja između merenja tvrdoće
>3xDotiska

14

15 Uređaj za merenje mikrotvrdoće-analogni

16 Uređaj za merenje mikrotvrdoće-digitalni

17 Uređaj za merenje mikrotvrdoće
laboratorija za materijale

18 Nedostaci konvencionalnih postupaka za primenu kod prevlaka
relativno velike sile i dubine utiskivanja – veliki uticaj osnove na rezultat merenje tvrdoće na osnovu nastalog otiska – uticaj subjektivnosti pri merenju pri manjim opterećenjima otisak je suviše mali za posmatranje

19 Berkovičev utiskivač

20 Kriva opterećenja-rasterećenja
Instrumentisano utiskivanje - Nanoindentacija Kriva opterećenja-rasterećenja hf hc

21 Profil površine pri utiskivanju

22 Određivanje tvrdoće Oliver-Far metodom

23 Šema uređaja za nanoutiskivanje

24 Uređaj za nano utiskivanje

25 Promena tvrdoće prevlake u zavisnosti od dubine utiskivanja

26

27 Primer tvrdoće za različite sile (dubine) utiskivanja
TiSiN prevlaka Tvrdoća [HV] Sila utiskivanja [mN]

28 Određivanje tvrdoće preko kompozitne tvrdoće
Presek traga utiskivanja Površine koje nose opterećenje Deformisane zapremine (P i S)

29 Karakteristika promene tvroće prevlake
1 0,8 0,6 0,4 0,2 Kompozitna tvrdoća Kakva karakteristika prevlake je poželjnija? Zelena ili žuta kriva?? β0 Dubina prodiranja utiskivača β - Relativna dubina prodiranja= Debljina prevlake

30 Karakteristika promene tvroće prevlake
1 0,8 0,6 0,4 0,2 Kompozitna tvrdoća Kakva karakteristika prevlake je poželjnija? Crvena ili ljubičasta kriva?? X X Dubina prodiranja utiskivača β - Relativna dubina prodiranja= Debljina prevlake

31 Utiskivanje do različitih dubina
istisnut materijal 200 100 300 400 nepravilan oblik otiska efekat veličine otiska profili otisaka DOBRI OTISCI debljina prevlake lom prevlake utiskivanja u podlogu