Skip to main content
Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A 3/2008

01.03.2008

Fretting Wear Properties of TiCN-Ni Cermets: Influence of Load and Secondary Carbide Addition

verfasst von: B.V. Manoj Kumar, Bikramjit Basu

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A | Ausgabe 3/2008

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

The increasing demand for TiCN-based cermets in tribological applications necessitates a thorough understanding of the influence of experimental as well as material parameters on the friction and wear properties. In optimizing microstructure and properties, secondary carbides are added to baseline TiCN-Ni cermet. The present work aims at evaluating the fretting wear behavior of Ti(CN)-Ni cermets containing various secondary carbides, such as WC, NbC, TaC, and HfC, against steel at different loading (2, 6, and 10 N) conditions. The evolution of tangential frictional force for the investigated cermets was analyzed in terms of fretting logs and fretting loops. The topographical characterization of worn surfaces was performed, using laser surface profilometry and a scanning electron microscope (SEM) equipped with energy-dispersive spectroscopy (EDS) capability. The steady-state coefficient of friction (COF) was minimum (0.33) for a TiCN-20Ni cermet/steel tribocouple, while a maximum COF (0.47) was recorded for TiCN-20Ni-10HfC cermet/steel at a 2-N load. The wear rate of the cermets varied in the range of 1.7 × 10−6 to 3.5 × 10−6 mm3/Nm. The TiCN-20Ni-10HfC cermet exhibited poor wear resistance among investigated cermets. The dominant wear mechanisms were found as abrasion and tribolayer formation. The dominance of abrasion is explained in terms of cumulative energy dissipation.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat P. Ettmayer, H. Kolaska, W. Lengauer, K. Dreyer: Int. J. Refract. Met. Hard Mater., 1995, vol. 13, pp. 343–51CrossRef P. Ettmayer, H. Kolaska, W. Lengauer, K. Dreyer: Int. J. Refract. Met. Hard Mater., 1995, vol. 13, pp. 343–51CrossRef
3.
Zurück zum Zitat S. Ahn, S. Kang: Int. J. Refract. Met. Hard Mater., 2001, vol. 19, pp. 539–45CrossRef S. Ahn, S. Kang: Int. J. Refract. Met. Hard Mater., 2001, vol. 19, pp. 539–45CrossRef
4.
Zurück zum Zitat W.T. Kwon, J.S. Park, S.W. Kim, S. Kang: Int. J. Mach. Tools Manufact., 2004, vol. 44, pp. 341–46CrossRef W.T. Kwon, J.S. Park, S.W. Kim, S. Kang: Int. J. Mach. Tools Manufact., 2004, vol. 44, pp. 341–46CrossRef
5.
6.
Zurück zum Zitat U. Rolander, G. Winel, M. Zwinkls: Int. J. Refract. Met. Hard Mater., 2001, vol. 19, pp. 325–28CrossRef U. Rolander, G. Winel, M. Zwinkls: Int. J. Refract. Met. Hard Mater., 2001, vol. 19, pp. 325–28CrossRef
7.
8.
Zurück zum Zitat H. Suzuki, H. Matsubara: Jpn. Soc. Powder Metall., 1986, vol. 33 (4), pp. 199–203 H. Suzuki, H. Matsubara: Jpn. Soc. Powder Metall., 1986, vol. 33 (4), pp. 199–203
9.
Zurück zum Zitat S. Ahn, S. Kang: J. Am. Ceram. Soc., 2000, vol. 83 (6), pp. 1489–94CrossRef S. Ahn, S. Kang: J. Am. Ceram. Soc., 2000, vol. 83 (6), pp. 1489–94CrossRef
10.
Zurück zum Zitat B.V. Manoj Kumar, B. Basu, S. Kang, J. Ramkumar: J. Am. Ceram. Soc., 2006, vol. 89 (12), pp. 3827–31CrossRef B.V. Manoj Kumar, B. Basu, S. Kang, J. Ramkumar: J. Am. Ceram. Soc., 2006, vol. 89 (12), pp. 3827–31CrossRef
11.
Zurück zum Zitat B.V. Manoj Kumar, J. Ram Kumar, B. Basu: Int. J. Refract. Met. Hard Mater., 2007, vol. 25, pp. 392–99CrossRef B.V. Manoj Kumar, J. Ram Kumar, B. Basu: Int. J. Refract. Met. Hard Mater., 2007, vol. 25, pp. 392–99CrossRef
12.
Zurück zum Zitat B.V. Manoj Kumar, J. Ramkumar, B. Basu, S. Kang: Int. J. Refract. Met. Hard Mater., 2007, vol. 25 (4), pp. 293–99CrossRef B.V. Manoj Kumar, J. Ramkumar, B. Basu, S. Kang: Int. J. Refract. Met. Hard Mater., 2007, vol. 25 (4), pp. 293–99CrossRef
13.
Zurück zum Zitat B.V. Manoj Kumar, B. Basu, M. Kalin, J. Vizintin: J. Am. Ceram. Soc., 2007, vol. 90 (5), pp.1534–40CrossRef B.V. Manoj Kumar, B. Basu, M. Kalin, J. Vizintin: J. Am. Ceram. Soc., 2007, vol. 90 (5), pp.1534–40CrossRef
14.
Zurück zum Zitat D. Sarkar, B.V. Manoj Kumar, S. Ahn, S. Kang, B. Basu: Key Eng. Mater., 2004, vols. 264–268, pp. 1115–18 D. Sarkar, B.V. Manoj Kumar, S. Ahn, S. Kang, B. Basu: Key Eng. Mater., 2004, vols. 264–268, pp. 1115–18
15.
Zurück zum Zitat K. Kameo, K. Friedrich, J.F. Bartolome, M. Dýáz, S. Lopez-Esteban, J.S. Moya: J. Eur. Ceram. Soc., 2003, vol. 23, pp. 2867–77CrossRef K. Kameo, K. Friedrich, J.F. Bartolome, M. Dýáz, S. Lopez-Esteban, J.S. Moya: J. Eur. Ceram. Soc., 2003, vol. 23, pp. 2867–77CrossRef
16.
Zurück zum Zitat E.T. Jeon, J. Joardar, S. Kang: Int. J. Refract. Met. Hard Mater., 2002, vol. 20, pp. 207–11CrossRef E.T. Jeon, J. Joardar, S. Kang: Int. J. Refract. Met. Hard Mater., 2002, vol. 20, pp. 207–11CrossRef
17.
Zurück zum Zitat F. Arenas, C. Rondón, R. Sepúlveda: J. Mater. Process. Technol., 2003, vols. 143–144, pp. 822–26CrossRef F. Arenas, C. Rondón, R. Sepúlveda: J. Mater. Process. Technol., 2003, vols. 143–144, pp. 822–26CrossRef
18.
Zurück zum Zitat J. Pirso, M. Viljus, S. Letunovits: Tribol. Int., 2004, vol. 37 (10), pp. 817–24CrossRef J. Pirso, M. Viljus, S. Letunovits: Tribol. Int., 2004, vol. 37 (10), pp. 817–24CrossRef
19.
Zurück zum Zitat S. Economou, M. De Bonte, J.P. Celis, J.R. Roos, R.W. Smith, E. Lugscheider, E. Valencic: Wear, 1995, vol. 185, pp. 93–110CrossRef S. Economou, M. De Bonte, J.P. Celis, J.R. Roos, R.W. Smith, E. Lugscheider, E. Valencic: Wear, 1995, vol. 185, pp. 93–110CrossRef
20.
21.
Zurück zum Zitat V. Richter, A. Beger, J. Drobniewski, I. Endler, E. Wolf: Mater. Sci. Eng., A, 1996, vol. 209, pp. 353–57CrossRef V. Richter, A. Beger, J. Drobniewski, I. Endler, E. Wolf: Mater. Sci. Eng., A, 1996, vol. 209, pp. 353–57CrossRef
22.
Zurück zum Zitat P.Q. Campbell, J.-P. Celis, J.R. Roos, O. Van Der Biest: Wear, 1994, vol. 274, pp. 47–56CrossRef P.Q. Campbell, J.-P. Celis, J.R. Roos, O. Van Der Biest: Wear, 1994, vol. 274, pp. 47–56CrossRef
23.
Zurück zum Zitat H. Thoors, H. Chandrasekaran, P. Olund: Wear, 1993, vols. 162–164, pp. l-11 H. Thoors, H. Chandrasekaran, P. Olund: Wear, 1993, vols. 162–164, pp. l-11
24.
25.
26.
Zurück zum Zitat K.-H. Zum Gahr: Microstructure and Wear of Materials, Trib. Series 10, Elsevier, Amsterdam, 1987, p. 383 K.-H. Zum Gahr: Microstructure and Wear of Materials, Trib. Series 10, Elsevier, Amsterdam, 1987, p. 383
27.
28.
Zurück zum Zitat R.C. Bill: “Fretting of Titanium at Temperatures to 650 °C in Air,” NASA Report, Ohio, OH, 1975 R.C. Bill: “Fretting of Titanium at Temperatures to 650 °C in Air,” NASA Report, Ohio, OH, 1975
29.
Zurück zum Zitat D.K. Shetty, I.G. Wright, P.N. Mincer, A.H. Clauer: J. Mater. Sci., 1985, vol. 20, pp. 1873–82CrossRef D.K. Shetty, I.G. Wright, P.N. Mincer, A.H. Clauer: J. Mater. Sci., 1985, vol. 20, pp. 1873–82CrossRef
30.
Zurück zum Zitat B.V. Manoj Kumar, R. Balasubramiam, B. Basu: J. Am. Ceram. Soc., 2007, vol. 90 (1), pp. 205–10CrossRef B.V. Manoj Kumar, R. Balasubramiam, B. Basu: J. Am. Ceram. Soc., 2007, vol. 90 (1), pp. 205–10CrossRef
31.
Zurück zum Zitat E. Marui, M. Hashimoto, S. Kato, W. Kojima: Wear, 1992, vol. 159, pp. 141–50CrossRef E. Marui, M. Hashimoto, S. Kato, W. Kojima: Wear, 1992, vol. 159, pp. 141–50CrossRef
32.
33.
Zurück zum Zitat H. Czichos: Tribology, Elsevier, Amsterdam, 1978 H. Czichos: Tribology, Elsevier, Amsterdam, 1978
34.
Zurück zum Zitat A.G. Evans, D.B. Marshall: in Fundamentals of Friction and Wear of Materials, D.A. Rigney, ed., ASM, Materials Park, OH, 1981, pp. 439–52 A.G. Evans, D.B. Marshall: in Fundamentals of Friction and Wear of Materials, D.A. Rigney, ed., ASM, Materials Park, OH, 1981, pp. 439–52
35.
Zurück zum Zitat B. Bhushan: Principles and Applications of Tribology, John Wiley & Sons, Inc., New York, NY, 1999, pp. 507–09 B. Bhushan: Principles and Applications of Tribology, John Wiley & Sons, Inc., New York, NY, 1999, pp. 507–09
36.
Zurück zum Zitat B.V. Manoj Kumar and B. Basu: Int. J. Refract. Met. Hard Mater., 2008, in press B.V. Manoj Kumar and B. Basu: Int. J. Refract. Met. Hard Mater., 2008, in press
37.
Zurück zum Zitat B.V. Manoj Kumar, B. Basu, J. Vizintin, and M. Kalin: J. Mater. Res., 2008, in press B.V. Manoj Kumar, B. Basu, J. Vizintin, and M. Kalin: J. Mater. Res., 2008, in press
38.
Metadaten
Titel
Fretting Wear Properties of TiCN-Ni Cermets: Influence of Load and Secondary Carbide Addition
verfasst von
B.V. Manoj Kumar
Bikramjit Basu
Publikationsdatum
01.03.2008
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions A / Ausgabe 3/2008
Print ISSN: 1073-5623
Elektronische ISSN: 1543-1940
DOI
https://doi.org/10.1007/s11661-007-9446-5

Weitere Artikel der Ausgabe 3/2008

Metallurgical and Materials Transactions A 3/2008 Zur Ausgabe

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.