Comparison of tribological properties and structure of coatings produced in powder flame spraying process on grey cast iron

• Autorzy: Czupryński Artur , Adamiak Marcin , Bayraktar Emin , Wyględacz Bernard

Identyfikatory

DOI

10.26628/wtr.v92i3.1102

Warianty tytułu

PL

Porównanie własności tribologicznych i struktury powłok natryskiwanych płomieniowo proszkowo na podłoże z żeliwa szarego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this article results of tribological and structural properties comparison of flame sprayed, by SupJet-S-Eutalloy® multipurpose system, two self-fluxing alloys of Ni-B-Si type in the form of powder for spraying with remelting are presented. Layers were produced on EN-GJL-250 grade grey cast iron with flake graphite in an austenitic matrix. Abrasive wear resistance examination acc. to ASTM G65-00 and erosive wear resistance examination acc. to ASTM G76-2 were performed. Obtained results were compared with abrasion-resistant steel Hardox® 400. Macro- and microscopic examination were carried enabling layer quality evaluation and structure of examined layer and base material determination. X-ray microanalysis was performed to obtain qualitative and quantitative data about microareas chemical composition. The Eutalloy® BronzoChrom 10185 powder flame sprayed layer with higher Boron and Silicon content was characterized by 13% lower wear intensity under mineral abrasive conditions and about 30% higher erosion wear resistance than Eutalloy® NiTec 10224 powder flame sprayed layer.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące porównania właściwości tribologicznych i strukturalnych powłok, natryskiwanych płomieniowo za pomocą wielofunkcyjnego systemu SupJet-S-Eutalloy® dwoma różniącymi się składem chemicznym samotopnikującymi stopami typu Ni-B-Si w postaci proszku metalicznego przeznaczonego do natrysku z jednoczesnym przetopieniem. Powłoki wykonano na podłożu z żeliwa szarego gatunku EN-GJL-250 z grafitem płatkowym w osnowie austenitycznej. Przeprowadzono badania odporności na zużycie ścierne wg normy ASTM G65-00 oraz odporności na zużycie erozyjne zgodnie z normą ASTM G 76-2. Uzyskane wyniki porównano z parametrami zużycia abrazyjnego stali trudnościeralnej Hardox® 400. Wykonano obserwacje metalograficzne makro i mikroskopowe pozwalające na określenie jakości powłok oraz struktur badanych warstw i materiału podłoża. W celu określenia jakościowego i ilościowego składu chemicznego mikroobszarów powłok przeprowadzono badania metodą mikroanalizy rentgenowskiej. Stwierdzono, że powłoka natryskiwana płomieniowo proszkiem Eutalloy® BronzoChrom 10185 zawierającym większe stężenie boru i krzemu wykazywała o ok. 13% mniejszą intensywność zużycia pod wpływem oddziaływania ścierniwa mineralnego oraz o ok. 30% większą odporność na zużycie erozyjne niż powłoka natryskiwana płomieniowo proszkiem Eutalloy® NiTec 10224.

Słowa kluczowe

EN

flame spraying; self-fluxing alloy; Ni-B-Si coating; grey cast iron; tribological properties

PL

rozpylanie płomieniowe; stop samotopnikujący; powłoka Ni-B-Si; żeliwo szare; właściwości tribologiczne

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Welding Technology Review
• Rocznik: 2020
• Tom: R. 92, nr 3
• Strony: 7--21
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz. il., tab.

Twórcy

autor

Czupryński Artur

• Silesian University of Technology, Poland

autor

Adamiak Marcin

• Silesian University of Technology, Poland

autor

Bayraktar Emin

• School of Mechanical and Manufacturing Engineering, Supmeca/LISMMA - Paris, France

autor

Wyględacz Bernard

• Silesian University of Technology, Poland

Bibliografia

• [1] Tobota K., Chmielewski T., Chmielewski M., Microstructure and selected properties of Ni-Cr-Re coatings deposited by means of HVOF thermal spraying. Welding Technology Review, 2019, Vol. 91(1), 25-30. https://doi.org/10.26628/wtr.v91i1.1000
• [2] Bhushan B., Principles and Applications of Tribology, 2013, New York, John Wiley & Sons, 980.
• [3] Marcos Sá DeSousa J., Ratusznei F., Pereira R., de Medeiros Castro R., Mercado Curib E.I., Abrasion resistance of Ni-Cr-B-Si coating deposited by laser cladding process. Tribology International, 2020, Vol. 143, 106002. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2019.106002.
• [4] Shveikin G.P., Sokolova N.V., Rudenskaya N.A., Kuzmin V.I., Supersonic plasma and wear-resistant nickel alloy coatings. Доклады Академии Наук, 2015, Vol. 463(3), 309-312.
• [5] Ilushchenko A. F., Manoylo E. D., Andreev M. A., Onashchenko F. E., Flame spraying of coatings of self-fluxing alloys. Welding International, 2017, Vol. 31(11), 887-891. https://doi.org/10.1080/09507116.2017.1349279
• [6] Hejwowski T., Erosive and abrasive wear resistance of overlay coatings. Vacuum, 2008, Vol. 83(1), 166-170. DOI: 10.1016/j.vacuum.2008.03.029
• [7] Majewski D., Hejwowski T., Łukasik D., The influence of microstructure of arc sprayed coatings on wear resistance. Advances in Science and Technology. Research Journal, 2018, Vol. 12(1), 285-292. https://doi.org/10.12913/22998624/86210
• [8] Jiméneza H., Olayaa J.J., Alfonsob J.E., Pineda-Vargas C.A., Corrosion resistance of Ni-based coatings deposited by spray and fuse technique varying oxygen flow. Surface and Coatings Technology, 2017, Vol. 321, 341-349. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2017.04.068.
• [9] http://www.castolin.com
• [10] Bęczkowski R., Gucwa M., Qualifying of hardfacing surfacing layers operating under conditions of the cement industry. Welding Technology Review, 2015, Vol. 87(9), 43-46. https://doi.org/10.26628/wtr.v87i9.450
• [11] Dorfman M.R., Thermal Spray Coatings. Handbook of Environmental Degradation of Materials (Third Edition), 2018, 469-488.
• [12] Kondej A., Babul T., Microstructure of the Ni-Cr-B-Si coating obtained in surfacing process. Welding Technology Review, 2016, No. 3, 23-26.
• [13] Stack M.M., Chacon-Nava J., Jordan M.P., Elevated temperature erosion of range of composite layers of Ni-Cr based functionally graded material. Materials Science and Technology, 1996, Vol. 12.
• [14] Lim L.C., Ming Q., Chen Z.D., Microstructure of laser-clad nikel-based hardfacing alloys. Surface and Coatings Technology, 1996, Vol. 106.
• [15] Kochmańska A., Garbiak M., High-Temperature Diffusion Barrier for Ni-Cr Cast Steel. Defect and Diffusion Forum, 2011, Vols. 312-315, 595-60. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/DDF.312-315.595
• [16] Li J., Lu L., Lai M.O., Quantitative analysis of the irregularity of graphite nodules in cast iron. Materials Characterization, 2000, Vol. 45, 83-88. DOI: 10.1016/S1044-5803(00)00052-8

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).