Erosion Resistance Testing of Stellite Co-6 Coatings Produced on the X22CrMoV12-1 Steel Substrate Using the LMD Method

• Autorzy: Napadłek Wojciech , Chrzanowski Wojciech , Bogdanowicz Zdzisław

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0054.9076

Warianty tytułu

PL

Badania odporności na erozję napoin typu stellit Co-6 wytworzonych metodą LMD na podłożu stali X22CrMoV12-1

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the results of tests on the erosion resistance of the surface layer of the X22CrMoV12-1 steel in a water, steam and abrasive environment and of the layer (LS) produced by multi-layer laser deposition (LMD) of the Stellite Co-6 powder on the substrate of the X22CrMoV12-1 steel. The produced hardfaced coatings and the original base material were subjected to the following tests: optical microscope observations, hardness tests, measurements of the geometry of the characteristic zones (depth of fusion, width of the heat affected zone), and microstructure tests. The produced hardfaced coatings had a correct interface with the substrate and no welding defects. The erosion resistance tests on the above-mentioned layers showed an approximately three times lower weight loss of samples with a technological layer made of the Stellite Co-6 powder compared to the original base material, i.e. the X22CrMoV12-1 steel. This demonstrates the high erosion resistance of the Stellite Co-6 powder welds produced by the LMD laser method.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań odporności na erozję w środowisku wody, pary wodnej oraz ścierniwa warstwy wierzchniej stali X22CrMoV12-1 oraz warstwy (SW) wytworzonej metodą wielowarstwowego napawania laserowego (Laser Metal Deposition – LMD) z proszku typu Stellit Co-6 na podłożu stali X22CrMoV12-1. Wytworzone napoiny oraz materiał rodzimy poddano badaniom w zakresie: obserwacji na mikroskopie optycznym, badań twardości, pomiarów geometrii charakterystycznych stref (głębokość wtopienia, szerokość strefy wpływu ciepła), a także badań mikrostruktury. Wytworzone napoiny miały poprawne połączenie z podłożem, nie posiadały wad spawalniczych. Przeprowadzone badania w zakresie odporności na erozję ww. warstw wykazały ponad trzykrotnie mniejszy ubytek masy próbek z warstwą technologiczną z proszku Stellit Co-6 w porównaniu z materiałem rodzimym, tj. stalą X22CrMoV12-1. Świadczy to o wysokiej odporności na erozję napoin z proszku Stellit Co-6 wytworzonych metodą laserową LMD.

Słowa kluczowe

EN

steel X22CrMoV12-1; Stellite Co-6; LMD; laser metal deposition; LS; layer system; erosion wear

PL

stal X22CrMoV12-1; Stellit Co-6; LMD; napawanie laserowe; SW; system warstw; zużycie erozyjne

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2024
• Tom: nr 3
• Strony: 93--105
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., fot., rys., tab., wykr., wz.

Twórcy

autor

Napadłek Wojciech

• Military University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, S. Kaliskiego 2 Str., 00-908 Warszawa 46, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-0535-8939

autor

Chrzanowski Wojciech

• Military University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, S. Kaliskiego 2 Str., 00-908 Warszawa 46, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-0425-4134

autor

Bogdanowicz Zdzisław

• Military University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, S. Kaliskiego 2 Str., 00-908 Warszawa 46, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-4514-8610

Bibliografia

• 1. Jura S., Suchoń J.: Zużycie erozyjne stopów żelaza jedno i wielofazowych. Krzepnięcie Metali i Stopów, nr 34, 1997, PAN – Oddział Katowice.
• 2. Liszewski M., Krupicz B.: Badanie odporności erozyjnej wybranych materiałów. Tribologia 4, 2010, pp. 313–322.
• 3. Zbrowski A., Mizak W.: Analiza systemów wykorzystywanych w badaniach uderzeniowego zużycia erozyjnego. Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom.
• 4. Mizak W.: Metodyka badań zużycia erozyjnego materiałów konstrukcyjnych i funkcjonalnych. Praca doktorska, Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu, Poznań 2017.
• 5. Chrzanowski W., Napadłek W., Bogdanowicz Z.: Analiza procesów uszkodzeń łopat turbin parowych, Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej 2/2023, pp. 39–63.
• 6. Kuznetsov M., Turichin G., Silevich V., Ochkasov V., Sorokin A.: Research of technological possibility of increasing erosion resistance rotor blade using laser cladding. Procedia Manufacturing 36 (2019), pp. 163–175.
• 7. Głowacz A., Głowacz Z., Kozik J.: Early fault diagnosis of bearing and stator faults of the single-phase induction motor using acoustic signals, Measurement, vol. 113, 2018, pp. 1–9.
• 8. Paszeczko M., Dziedzic K., Mendyk E., Jozwik J.: Chemical and phase composition of the friction surfaces Fe-Mn-C-B-Si-Ni-Cr hardfacing coatings. J. Tribol-T Asme. 2018, 140, pp. 21302-1–21302-5.
• 9. Lin W.C., Chen C.: Characteristics of thin surface layers of cobalt-based alloys deposited by laser cladding. Surf Coat Technol 2006, 200, pp. 4557–4563.
• 10. Zakrzewska D., Krella A., Gajowiec G.: Erozja Kawitacyjna Austenitycznej Stali Nierdzewnej 1.4541. IV Międzynarodowa Interdyscyplinarna Konferencja Doktorantów Uczelni Technicznych (2019), pp. 246–256.
• 11. Gancarczyk N., Gradzik A., Kościelniak B., Gancarczyk K., Góra M.: Wpływ metody napawania laserowego oraz TIG na mikrostrukturę i twardość napoiny Stellite 694 na podłożu z nadstopu DS200+Hf. Mechanik 7/2023, pp. 26–34.
• 12. Pashechko M.: Wear resistance of eutectic coatings of the Fe–Mn–C–B system alloyed with Si, Ni and Cr.-Materials Science, vol. 46, nr 5, 2011, pp. 695–701.
• 13. Klimpel A.: Napawanie i natryskiwanie cieplne, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 2000, pp. 339–364.
• 14. Feldshtein E., Jozwik J., Legutko S.: The influence of the conditions of emulsion mist formation on the surface roughness of AISI 1045 steel after finish turning. Advances in Science and Technology – Research Journal. vol. 10, 2016, pp. 144–149.
• 15. Poloczek T.: Wpływ parametrów technologicznych napawania laserowego na strukturę oraz właściwości napoin wykonanych stopem trudnościeralnym na osnowie kobaltu. Spajanie materiałów konstrukcyjnych, nr 2–3, 2020, pp. 30–33.
• 16. Turichin G. A., Klimova O. G., Zemlyakov E. V.: Technological aspects of high speed direct laser deposition based on heterophase powder metallurgy, Physics Procedia, vol. 78, 2015, pp. 397–406.
• 17. Koruba P., Boratyński T., Jurewicz P., Koenig G., Szaroleta M., Reiner J., Chlebus E., Dworak A.: Projektowanie i analiza zastosowań technologii napawania laserowego dla branży lotniczej, Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej 298, Mechanika 90, RUTMech, t. XXXV, z. 90 (3/18), 2018, pp. 309–321.
• 18. Bogdanowicz Z., Grzelak K., Napadłek W.: Laserowe kształtowanie warstwy powierzchniowej elementów maszyn, Warszawa 2011.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).