1. Co oznaczają parametry L

C1

i L

C2

.

L

C1

– critical load – siła przy którym następują pęknięcia kohezyjne.

L

C2

– pęknięcia adhezyjne (warstwa – powłoka)

2. Jakie są możliwości formy mieszania układów podłoże-powłoka w teście zarysowania?
ja bym odpowiedział, że kohezja i adhezja. Pęknięcie kohezyjne jest wtedy gdy powierzchnia pęknie ale nie
odrywa się od podłoża, a pęknięcie adhezyjne ( przy obciążeniu krytycznym) wtedy gdy powłoka pęknie i oderwie
się od podłoża.

3. Jaki wpływ na pomiar obciążenia krytycznego mają naprężenia stanu powłoki?
W teście zarysowania warstwa wierzchnia podczas przeciągania przez nią piramidki Vickersa jest rozciąga, z obu
stron - przed i za ostrzem. Jeżeli naprężenia własne powłoki będą dodatnie czyli rozciągające to dodatkowo nam
się to doda - skumuluje i obciążenie krytyczne będzie niższe niż w przypadku powłoki bez tych własnych
naprężeń. Korzystnym przypadkiem naprężeń własnych powłoki są naprężenia ujemne - ściskające, gdyż wówczas
naprężenia rozciągające muszą najpierw zrównoważyć naprężenia własne ściskające powłoki by móc zacząć ją
rozciągać. W takim przypadku obciążenie krytyczne jest większe a niżeli w przypadku powłoki bez naprężeń
własnych.
Stale nieobrabiane cieplnie – 200HV Stale konstrukcyjne obrabiane cielnie – 500HV Stale narzędziowe – 700HV
5. Modele zużycia:
I) kula wyciera rowek i się nie zużywa, materiał kuli Al

2

O

3

.

II) zużywa się kula, materiał kuli miększy od tarczy,

III) kula i tarcza się zużywa

Stosując model I otrzymujemy:

6. Dlaczego twardość maleje wraz ze wzrostem naprężenia?
Ponieważ wraz ze wzrostem obciążenia rośnie głębokość zagłębienia hmax, i zwiększa się wpływ oddziaływania
podłoża. Jeżeli podłoże ma mniejszą twardość niż warstwa wierzchnia (a zwykle tak jest) to i wynik będzie
zaniżony. W przypadku gdyby twardość podłoża była wyższa niż warstwy to uzyskana twardość byłaby większa.
7. Jakie parametry wpływają na badania przy tarciu technicznym suchym?
Wartość nominalnego nacisku jednostkowego, średnia prędkość unoszenia, wilgotność względna, warunki
otoczenia, własności fizykochemiczne warstwy wierzchniej, własności materiałowe pary tarcia, temperatura w
obszarze tarcia.

8. Rodzaje zużycia: -adhezyjne, -zużycie przez utlenianie (korozja), -zużycie II rodzaju (cieplne), -scuffing
(ścierne i adhezyjne), -zmęczeniowe, -ścierne, - zużycie przez łuszczenie (spalling), -cykliczne oddziaływanie
naprężeń kontaktowych (pitting), -fretting (niewielkie przemieszczanie).

9. Wmienić miary zużycia tworzyw konstrukcyjnych w badaniach tribologicznych i sposoby ich pomiaru
(defekcji)?
-zużycie masowe - mierzone na wadze przed i po teście
-zużycie liniowe - głębokość ubytku - mierzone np na MCT
-zużycie objętościowe - pole powierzchni przekroju ubytki mierzone np na MCT lub jakimś innym profilometrem
a następnie pomnożone przez obwód
10. Wady i zalety badań tribologicznych przy użyciu tribotestera typu 3 klocki – tarcza:
Wady: żmudny proces docierania, sposób kalibracji toru tarcia czujnikowy, próbki ustawione na tym samym torze
(co powoduje, że warunki współpracy są nieco inne niż dla jednej próbki).
Zalety: badamy jednocześnie trzy próbki.

11. Opisz proces zużycia cienki twardych powłok w styku tarciowym „kula-płaszczyzna”.
Zużycie w styku tarciowym kula-płaszczyzna polega na wycieraniu rowka przez kule w tarczy( płaszczyźnie). W
zależności od stosunku powierzchni wypiętrzenia do powierzchni wytarcia wyróżniamy:
- zużycie ścierne Aw/Ap=0
- bruzdowanie Aw/Ap=1
- ścieranie+ bruzdowanie Aw/Ap=(0,1)
Wzrost współczynnika tarcia następuje wraz ze wzrostem liczby cykli, powodując coraz to większe wytarcie
rowka.

12. Zdefiniuj pojęcie wskaźnika (współczynnika) zużycia i podaj jego interpretacje fizykalną.
Wr=V/Fn*s
V- objętość

Fn- siła docisku

s- droga

V=Hp*2*Π

Rt- promień tarcia

Wskaźnik zużycia jest miarą zużycia, określa się go przez pomiar wielkości bruzdy.

13. Na czym polega wzorcowanie toru pomiarowego oporów tarcia
Wzorcowanie polega na zadaniu znanej wartości oporów tarcia i pomiarze odpowiadających im napięcia.
Rejestracje wyników dokonujemy dla kilku wartości. Na podstawie tych wyników określamy zależność
umożliwiającą przeliczenie danej wartości napięcia na siłę oporu tarcia.

14. Jaka jest metodyka badań tribologicznych cienkich twardych powłok.
1. Próbki i przeciwpróbki:
Próbka
Próbka w kształcie płytki o wymiarach: a x b x c[mm]
Materiał próbki: twarda powłoka przeciwzużyciowa (np. TiN) nakładana na podłoże metaliczne lub ceramiczne.
Przeciwpróbka
Kulka o średnicy 1 mm wykonana np. z Al

2

O

3

, stali łożyskowej lub innego materiału.

2. Przygotowanie próbki i przeciwpróbki do badań
Przed i po każdej próbie tarciowej, próbki i przeciwpróbki oczyścić z zanieczyszczeń, umyć w rozpuszczalniku
(np. acetonie), odtłuścić przemywając alkoholem etylowym. Zaleca się stosować myjkę ultradźwiękową. Umyte
elementy testowe wysuszyć w strumieniu ciepłego powietrza.

3. Przygotowanie testera do badań
W celu przygotowania urządzenia do przeprowadzenia testu należy:
- Ustalić promień tarcia,
- Zamocować próbkę i przeciwpróbkę,
- Wyważyć i wypoziomować dźwignię, w której mocowana jest przeciwpróbka,
- Przeprowadzić regulację ustawienia czujnika siły tarcia,
- Podłączyć zasilanie maszyny badawczej i urządzeń pomiarowych,
- Podłączyć system pomiarowy.
15. Jaka jest różnica pomiaru twardości metodą klasyczną i pomiarem przy użyciu MCT
Przy pomiarze twardości standardowymi metodami, twardość oblicza się na podstawie zmierzonej przekątnej
odcisku d przy pomocy mikroskopu. Określanie tego wymiaru w ten sposób wiąże się z czynnikiem
subiektywnym przynależnym osobie wykonującej pomiar.
Różnica w zachowaniu się materiału podczas pomiaru ma ogromny wpływ na określany wymiar d. Jeżeli materiał
jest miękki to podczas zagłębiania wgłębnika może „wypływać”. W wyniku pomiaru przekątnej odcisku w takim
materiale, otrzymana wartość przekątnych jest większa niż w rzeczywistości Jeżeli materiał jest twardy, to
podczas pomiaru będzie dążył bardziej do „wygięcia” niż do odkształcenia plastycznego. Zmierzona przekątna
odcisku będzie mniejsza od przekątnej rzeczywistej. Pomiar twardości przy użyciu MCT eliminuje powyższe
błędy dzięki automatycznemu wyznaczeniu wielkości geometrycznych odcisku. Przekątna odcisku jest określana
na podstawie głębokości penetracji wgłębnika, która jest mierzona i rejestrowana na bieżąco. Jest to główna
przewaga metody MCT nad standardową metodą pomiaru twardości.

16. W jaki sposób z … można obliczyć moduł Younga.
Analiza właściwości odkształceniowych oparta jest o metodę Oliver’a i Pharr’a [1] zgodnie, z którą moduł
sprężystości badanego materiału jest obliczany bezpośrednio z uzyskiwanej krzywej odciążenia wg zależności:

A

S

E

r

⋅

⋅

=

2

π

gdzie:E

r

– zredukowany moduł sprężystości równy

i

i

r

E

E

E

2

2

1

1

1

ν

ν

−

+

−

=

;

E, ν –moduł Younga i współczynnik Poissona badanego materiału; E

i

, ν

i

–moduł Younga i współczynnik Poissona

materiału wgłębnika (dla diamentu E=1141 GPa, ν=0,07);
S –sztywność kontaktowa (tangens kąta nachylenia krzywej odciążania); A – powierzchnia kontaktu przy
uwzględnieniu odkształcenia trwałego.