Effect of Al and Ir additions on FeCrNi coating's surface morphology and topography

• Autorzy: Kucharska B.

Warianty tytułu

PL

Wpływ dodatków Al i Ir na powierzchniową morfologię i topografię powłok FeCrNi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The morphology and roughness of FeCrNi coatings based on 310S heat-resisting steel enriched with Al and Ir. Coatings were deposited on a substrate of the same steel by the magnetron sputtering method. The investigation of surfaces was carried out using the scanning microscope and atomic force microscope. The roughness measurement along 12 ?m long sections and from areas up to 100 ?m2 was performed. It was found that the additions of Al and Ir had the effect of changing the morphology and reducing the size of crystallites. The addition of both 2.3% Al and 3.7% Ir reduces the coating roughness, respectively, by up to approx. 25 and 50% compared to the coating without additions. No relationship between roughness of coatings and their thicknesses was found.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań morfologii i chropowatości powłok FeCrNi o składzie chemicznym stali żaroodpornej 310S, wzbogaconych dodatkami Al i Ir. Powłoki osadzono metodą magnetronowego rozpylania na stalowym podłożu. Powierzchnię powłok badano za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego oraz mikroskopu sił atomowych. Pomiar chropowatości wykonano na odcinku 12 um i na obszarach o powierzchni do 100 um2. Stwierdzono, że dodatki Al i Ir zmieniają morfologię powłoki i powodują rozdrobnienie krystalitów. Zarówno dodatek 2,3% Al, jak i 3,7% Ir zmniejszają chropowatość powłoki odpowiednio do ok. 25 i 50% chropowatości powłoki bez dodatków. Nie stwierdzono zależności pomiędzy chropowatością powłok a ich grubością.

Słowa kluczowe

EN

magnetron spputering; FeCrNi coatings; morphology; topography; atomic force misroscopy

PL

magnetronowe rozpylanie; powłoki FeCrNi; morfologia; topografia; mikroskopia sił atomowych

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, nr 3
• Strony: 358--361
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kucharska B.

• Institute of Materials Engineering, Faculty of Processing, Materials and Applied Physics, Częstochowa University of Technology,

Bibliografia

• [1] Kinbara A., Kusano E., Kondo I.: Fundamentals of plasma and sputtering processes. Vacuum 51 (4) (1998) 475-478.
• [2] Musil J.: Recent advantages in magnetron sputtering technology. Surface Coatings Technology 100-101 (1998) 280-286.
• [3] Grundy P. J., Marsh J. M.: Amorphous thin films of stainless steel. Journal of Materials Science – Letters 13 (1978) 677-681.
• [4] Bates R. I., Arnell R. D.: Microstructure of novel corrosion-resistant coatings for steel components by unbalanced magnetron sputtering. Surface Coatings Technology 89 (1997) 204-212.
• [5] Godbole M. J., Pedraza A. J., Allard L. F., Geesey G.: Characterization of sputter-deposited 316L stainless steel films. Journal of Materials Science 27 (1992) 5585-5590.
• [6] Liu Z., Wang G., Gao W.: Properties of 310S stainless steel coatings produced by unbalanced magnetron sputter deposition. Materials Characterization 54 (2005) 466-472.
• [7] Kucharska B.: Structure of 310S steel-based Fe-Cr-Ni coatings. Materials Science – Poland 26 (1) (2008) 181-188.
• [8] He Y., Pang H., Qi H., Wang D., Li Z., Gao W.: Microcrystalline Fe-Cr-Ni-Al-Y2O3 ODS alloy coatings produced by high frequency electricspark deposition. Materials Science Engineering A334 (2002) 179-186.
• [9] Inoue S., Saeki T., Uchida H., Koterazawa K., Iwasa M.: Effect of ion flux on the properties of dc magnetron-sputtered stainless steel films. Vacuum 66 (2002) 257-261.
• [10] Kucharska B.: Characteristic of heat-resistant PVD coatings based on X-ray diffraction investigations. EPDIC11 11th European Powder Diffraction Conference, Warsaw, September 19th-22th 2008 (2008) 61.
• [11] Wendler B., Danielewski M., Przybylski K., Rylski A., Kaczmarek Ł., Jachowicz M.: New type AlMo-, AlTi- or Si-based magnetron sputtered protective coatings on metallic substrates. Journal of Materials Processing and Technology 175 (2006) 427-432.
• [12] Leinartas K., Samulevičienè M., Bagdonas A., Sudavičius A., Lisauskas V., Juzeliunas E.: Electrochemical and microgravimetric characterization of magnetron-sputtered Fe-Cr-Ni-Ta and Fe-Cr-Ni alloy films in neutral and strongly acidic media. Electrochemical Communications 3 (2001) 494-499.
• [13] He K, Gong H., Zeng K., Li Z., Gao W.: Oxidation behaviour of stainless steel-Al coatings prodeced by co-sputtering and reactive sputtering. Matererials Letters 46 (2000) 53-59.
• [14] Kucharska B., Filipek R., Danielewski M.: Oxidation of FeCrNi coatings doped Al and high-melting elements. DIFREA 2008 The International Seminar Diffusion and Reactions: Multiscale Phenomena, AGH, Kraków, September 12th 2008 (2008) 1.
• [15] Liu Z., Gao W., Li M.: Cyclic Oxidation of sputter-deposited nanocrystalline Fe-Cr-Ni-Al alloy coatings. Oxidation of Metals 51 (5/6) (1999) 403-419.
• [16] Kucharska B.: Profilometric analysis of microcrystalline coatings tested in salt spray. Ochrona przed Korozją 11s/A (2006) 263-266 (in Polish).