FINITE ELEMENT MODELLING OF DEFORMATION AND STRESS IN THE COATING-SUBSTRATE SYSTEMS DURING SCRATCH TESTS

Journal Title: Tribologia - Year 2015, Vol 262, Issue 4

Abstract

The paper presents the influence of external loads carried in contact load conditions caused by a diamond indenter during scratch testing on stress distribution in a coating-substrate. The maximum tensile stress concentrations that lead to coating fracture and the stresses that cause substrate yield were analysed. Analyses were based on numerical experiments using the finite element method. The analyses were carried out for systems with different material properties of coatings and substrates and with different geometries of contacting elements. The studies allowed the determination of the significant impact of substrate yield strength and coating thickness on stress distribution and deformations of the whole system. The results of numerical analysis were compared with the results of experimental tests for uncoated substrates – X5CrNi18-10 austenitic and X20Cr13 ferritic steels and with 1 and 2 μm thick ZrN coatings. As a result of this complex analysis, the level of stress that leads to coating fracture was determined.

Authors and Affiliations

Kinga CHRONOWSKA-PRZYWARA, Marcin KOT

Keywords

Related Articles

CHARAKTERYSTYKI TRIBOLOGICZNE WĘGLIKOWYCH WARSTW CHROMOWANYCH WYTWARZANYCH METODĄ PROSZKOWĄ PRZY OBNIŻONYM CIŚNIENIU

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących chromowania dyfuzyjnego stali narzędziowej metodą proszkową zmodyfikowaną przez zastosowanie obniżonego ciśnienia podczas procesu dla uniknięcia utleniania wsadu. Procesy ch...

THE EFFECT OF THE OIL MODIFICATION BY NANOPARTICLES OF COPPER ON ITS LUBRICATION EFFICIENCY

The paper presents the effect of nanoparticles of copper on the effectiveness of lubrication oil. Paraffin oil AP/E Core 600 was selected as the base oil. This was modified with an ingredient to form a lubricating additi...

TEMPERATURY PRACY UKŁADU ŁOŻYSK WRZECIENNIKA SZLIFIERKI

Wielopowierzchniowe łożyska ślizgowe [L. 1–3], stosowane są w lekko obciążonych, wysokoobrotowych maszynach wirnikowych. W praktyce stosowane są łożyska ślizgowe 3-powierzchniowe z perycykloidalnym zarysem panewki (łożys...

Badania teoretyczne łożysk ślizgowych podpartych na czaszy kulistej

Podparcie łożysk ślizgowych na czaszy kulistej umożliwia uzyskanie równoległości czopa wału względem powierzchni ślizgowej łożyska. Rozwiązanie tego typu jest często spotykane w maszynach o znacznych gabarytach, w któryc...

Download PDF file
  • EP ID EP257254
  • DOI -
  • Views 54
  • Downloads 0

How To Cite

Kinga CHRONOWSKA-PRZYWARA, Marcin KOT (2015). FINITE ELEMENT MODELLING OF DEFORMATION AND STRESS IN THE COATING-SUBSTRATE SYSTEMS DURING SCRATCH TESTS. Tribologia, 262(4), 33-43. https://europub.co.uk/articles/-A-257254