Simulation on mechanical properties of tungsten carbide thin films using monte carlo model
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Instituto Tecnológico Metropolitano (ITM)
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The aim of this paper is to study the mechanical behavior of a system composed by substrate-coating using simulation methods. The contact stresses and the elastic deformation were analyzed by applying a normal load to the surface of the system consisting of a tungsten carbide (WC) thin film, which is used as a wear resistant material and a stainless steel substrate. The analysis is based on Monte Carlo simulations using the Metropolis algorithm. The phenomenon was simulated from a fcc face-centered crystalline structure, for both, the coating and the substrate, assuming that the uniaxial strain is taken in the z-axis. Results were obtained for different values of normal applied load to the surface of the coating, obtaining the Strain-stress curves. From this curve, the Young´s modulus was obtained with a value of 600 Gpa, similar to the reports.
El objetivo de este trabajo es estudiar a partir de simulaciones el comportamiento mecánico de un sistema sustrato/recubrimiento. Se analizan los esfuerzos de contacto y la deformación elástica, al aplicar una carga normal a la superficie de un sistema compuesto por una película delgada resistente al desgaste de Carburo de Tungsteno (WC) y un sustrato de acero inoxidable. El análisis se basa en simulaciones utilizando el método Monte Carlo a partir del algoritmo de Metrópolis; el fenómeno fue simulado a partir de una estructura cristalina centrada en las caras fcc, tanto para el recubrimiento como para el sustrato, asumiendo el plano de deformación uniaxial en el eje z. Los resultados fueron obtenidos para diferentes valores de carga normal aplicada a la superficie del recubrimiento, obteniendo así la curva Esfuerzo vs Deformación del sistema. A partir de la curva se calculó el módulo de Young, obteniéndose un valor de 600 GPa, la cual concuerda con resultados experimentales.
El objetivo de este trabajo es estudiar a partir de simulaciones el comportamiento mecánico de un sistema sustrato/recubrimiento. Se analizan los esfuerzos de contacto y la deformación elástica, al aplicar una carga normal a la superficie de un sistema compuesto por una película delgada resistente al desgaste de Carburo de Tungsteno (WC) y un sustrato de acero inoxidable. El análisis se basa en simulaciones utilizando el método Monte Carlo a partir del algoritmo de Metrópolis; el fenómeno fue simulado a partir de una estructura cristalina centrada en las caras fcc, tanto para el recubrimiento como para el sustrato, asumiendo el plano de deformación uniaxial en el eje z. Los resultados fueron obtenidos para diferentes valores de carga normal aplicada a la superficie del recubrimiento, obteniendo así la curva Esfuerzo vs Deformación del sistema. A partir de la curva se calculó el módulo de Young, obteniéndose un valor de 600 GPa, la cual concuerda con resultados experimentales.