高速钢上TiN涂层残余应力的曲率测试和有限元分析

摘要：

采用多弧离子镀在W6Mo5Cr4V2高速钢上沉积五种不同厚度TiN涂层,用曲率法和有限元法研究TiN涂层残余应力和构成.结果表明涂层厚度对其残余应力有很大影响,特别是对本征应力.当涂层厚度从3 μm变化到11 μm时,TiN涂层总残余应力分布在-3.12～-2.29 GPa之间;热应力分布在-1.96～-1.92 GPa之间;本征应力分布在-1.17～-0.37 GPa之间.其中热应力所占的比例较大,约占62%～68%.当膜基比ξ <0.017时,总残余应力随ξ的增加呈非线性增加;当ξ=0.017时,该值达到最大值-3.12 GPa;当ξ>0.017时,该值随ξ的增加而下降.造成这种变化的主要原因是涂层本征应力受涂层结构影响较大,随着涂层厚度的增加,涂层中孔洞、过冷液滴以及界面微裂纹等缺陷也随之增加,导致涂层中本征应力得到有效释放.

关键词：TiN涂层、高速钢、残余应力、曲率法、有限元法

所属期刊栏目：46

分类号：TB125;TB302.1;TB333(工程基础科学)

资助基金：国家自然科学基金50772089;高等学校学科创新引智计划B08040

在线出版日期：2010-06-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：100-106