The use of the optical-mathematical method to describe the structure formation during friction

  • T.S. Skoblo
  • A.I. Sidashenko
  • T.V. Maltsev
  • V.N. Romanchenko
Keywords: multilayer nanocoating, piston ring, friction and wear, nanohardness, optical-mathematical analysis, structure formation, plastic deformation

Abstract

The paper describes the two-periodicity of the compression and tension zones of the serial piston rings surfaces and hardened with a TiN/CrN multilayer ion-plasma coating after bench tests at a sliding speed of 1.3 m/s. The assessment is made from photographs of the microstructure of the surfaces of the rings. The periods of average values of negative, zero, and positive Laplacians were estimated for the columns and rows of photographs. The periods were analyzed by the initial surface and the friction zone, as well as by the general photograph of both ring variants. The result of the evaluation of individual zones revealed a significant difference between the surfaces of the ring with a multilayer ion-plasma coating, both in columns and in rows, which is associated with the wear of the effective coating layer and is confirmed by a decrease in nanohardness. Assessment of the overall photograph revealed a 30 % difference corresponding to a hardened piston ring with nanocoating with the same nature of the compression and tension zones formation, which reflects a sufficiently high resistance to plastic deformation and wear.

References

1. Скобло Т.С. Особенности изнашивания маслосъемных поршневых колец с покрытием олова при стендовых испытаниях на трение и износ [Текст] / Т. С. Скобло, А. И. Сидашенко, Т. В. Мальцев и др. // Фізико-хімічна механіка матеріалів, м. Львів, № 4, 2017 р. – с. 71 - 77.
2. Скобло Т.С. Оптико-математический анализ моделирования структуризации упрочнённых поверхностей поршневых колец при эксплуатации [Текст] / Т.С. Скобло, А.И. Сидашенко, И.Е. Гаркуша, В.С. Таран, Р.М. Муратов, Т.В. Мальцев // Металлофизика и новейшие технологии, № 3, 2019 – с. 349 - 362.
3. Skoblo T.S. Influence of Increased Sliding Speed on the Structure and Properties of Piston Rings with Ion-Plasma Coating [Text] / T.S. Skoblo, A.I. Sidashenko, I.E. Garkusha, A.V. Taran, R.M. Muratov, Т.V. Maltsev // Problems of Atomic Science and Technology, Series: Plasma Physics (118) № 6, 2018, – p. 304 - 307.
4. Скобло Т.С. Повышение стойкости поршневых колец многослойным ионно-плазменным покрытием упрочнённых поверхностей поршневых колец при эксплуатации [Текст] / Т.С. Скобло, А.И. Сидашенко, Т.В. Мальцев, В.С. Таран, Р.М. Муратов // Технология машиностроения. Специальные виды технологий, № 3, 2019 – с. 24-31.
5. Мальцев Т.В. Комплексная оценка остаточных напряжений в поршневых кольцах [Текст] / Т.В. Мальцев // «Технічний сервіс агропромислового, лісового та транспортного комплексів», м. Харків, № 10, 2017 – с. 80 - 87.
6. Скобло Т. С. Применение компьютерного анализа металлографических изображений при исследовании структуры высокохромистого чугуна [Текст] / Т. С. Скобло, О. Ю. Клочко, Е. Л. Белкин // Заводская лаборатория. Диагностика материалов, Москва, т. 78, № 6, 2012 – с. 35–42.
7. Скобло Т. С. Оценка степени неоднородности карбидов гетерогенных сплавов методом оптико-математического анализа при помощи изменчивости условных цветов [Текст] / Т. С. Скобло, О. Ю. Клочко, Е. Л. Белкин, О. И. Тришевский // Вісник ХНТУСГ ім. П. Василенка. Ресурсозберігаючі технології, матеріали та обладнання у ремонтному виробництві, Харьков, Вип. 168, 2016 г. – с. 174–186.
8. Скобло Т. С. Исследование структуры высокохромистого комплекснолегированного чугуна с применением методов математического анализа [Текст] / Т. С.Скобло, О. Ю. Клочко, Е. Л. Белкин // Сталь, № 3, 2012 г. – с.46–52.
9. Тришевский О. И. Исследования микроструктур гетерогенных сплавов методом математического анализа при помощи сочетаний условных цветов и абсолютных значений лапласианов [Текст] / О. И. Тришевский, Т. С. Скобло, О. Ю. Клочко, Е. Л. Белкин // Промышленность в фокусе, Харьков, №7 (31), 2015 г. – с.52–56.
10. Скобло Т. С. Определение микротвердости структурных составляющих высокохромистых чугунов в результате математической обработки их изображений [Текст] / Т. С. Скобло, О. Ю. Клочко, Е. Л. Белкин // Вісник ХНТУСГ ім. П. Василенка. Проблеми надійності машин та засобів механізації с/г виробництва, Харьков, Вип. 151, 2014 г. – с.183-189.
Published
2019-10-23
Section
Articles