Определение нанотвердости материалов с использованием различных методов анализа кривой индентирования

Abstract

Единственным способом оценивания свойств материалов в нанообъемах является метод кинетического индентирования. Проведено сравнение различных методов анализа кривых индентирования стали 9ХС: Оливера и Фарра, среднего контактного давления и «поверхностной нанотвердости». Наименьшую величину имеет «поверхностная нанотвердость», так как ее расчет осуществляется по глубине внедрения индентора и учитывается как упругая, так и пластическая составляющие деформации. «Поверхностную нанотвердость» в отличие от нанотвердости, определяемой по методике Оливера и Фарра, можно рассчитывать для любых материалов на всём интервале нагружения индентора Берковича.

Єдиним способом оцінювання властивостей матеріалів в нанооб'ємах є метод кінетичного індентування. Виконано порівняння різних методів аналізу кривих індентування сталі 9ХС: Олівера і Фарра, середнього контактного тиску і «поверхневої нанотвердості». Якнайменшу величину має «поверхнева нанотвердість», оскільки її розрахунок здійснюється за глибиною проникнення індентора і враховується як пружна, так і пластична складові деформації. «Поверхневу нанотвердість» на відміну від нанотвердості, яка визначається за методикою Олівера і Фарра, можна розраховувати для будь-яких матеріалів на всьому інтервалі навантаження індентора Берковича.

The method of kinetic indentation is the only method to estimation of the properties of materials in the nanoscale. A comparison of different methods of the indentation curves analysis were perform on the steel 9XC: Oliver and Pharr method, the method of average contact pressure and the method of surface nanohardness. Lowest value is «surface nanohardness» because its calculation is carried out over maximum indentation depth is taken into account both elastic and plastic part of deformation. «Surface nanohardness» can be calculated for any material on the entire range of loading Berkovich indenter, unlike nanohardness determined by the method of Oliver and Pharr.