در این تحقیق، رفتار و خواص تریبولوژیکی و مکانیکی سه پوشش CrN، CrCN و Cr-Ti-N اعمال شده توسط رسوب فیزیکی بخار با استفاده از قوس کاتدی (Arc PVD) روی فولاد سردکار DF-2 مورد بررسی قرار گرفت. خواص تریبولوژیکی و مکانیکی پوشش ایجاد شد نظیر ریزساختار، ضخامت، ترکیب شیمیایی، فازهای تشکیل دهنده پوشش، اندازه بلورک، سختی و سایش مورد مطالعه قرار گرفت. شناسایی فازهای موجود در پوشش توسط پراش پرتو ایکس انجام شده و از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدان و آنالیز تفکیک انرژی جهت مطالعه ریزساختار و ترکیب پوشش مورد استفاده قرار گرفت. بررسی خواص مکانیکی توسط آزمون نانوفرورونده صورت پذیرفت. بررسی رفتار سایشی با استفاده از آزمون سایش لغزشی پین روی دیسک با استفاده از پینی از جنس فولاد بلبرینگ 52100 روی نمونه های فولادی بدون پوشش و پوشش دار در بار اعمالی 5 نیوتن و سرعت 1/0 متر بر ثانیه انجام گرفت. ضخامت پوشش های اعمال شده بین 7/1 تا 2 میکرومتر است. پوشش چندلایه Cr-Ti-N دارای 20 لایه که ضخامت هر لایه حدود 50 نانومتر است. این پوشش ها دارای ساختار FCC هستند. نتایج حاصل نشان دادند که سختی و مدول یانگ زیرلایه و پوشش های CrN، CrCN و Cr-Ti-N به ترتیب معادل با 74/4، 16/17، 96/19، 50/28 و 50/179، 8/269، 1/313، 3/332 گیگاپاسکال بدست آمد. نسبت H3/E2 مورد بررسی قرار گرفت و از 003/0 به 209/0 افزایش یافت. نتایج آزمون سایش، نشاندهنده مقاومت بالاتر پوشش Cr-Ti-N نسبت به دو پوشش دیگر بود. مقدار نرخ سایش از 5-10×15/8 به 5-10×71/0 mm3/Nm کاهش پیدا کرد. سایش خراشان به عنوان مهم ترین مکانیزم سایش در سه پوشش مشاهده شد. معماری پوشش ها با خواص مکانیکی و تریبولوژیکی مرتبط شد و بین نرخ سایش و سختی رابطه خطی ارائه شد. همچنین میان ضریب اصطکاک و نسبت H3/E2 رابطه درجه دوم ارائه شد.
