The elevated temperatures influence on the cobalt base cladding layer

• Autorzy: Smoleńska H.

Warianty tytułu

PL

Wpływ podwyższonej temperatury na napawane warstwy ze stopu na bazie kobaltu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Purpose of this paper is to evaluate the microstructure, chemical composition and mechanical properties of the clad layers made of the cobalt base powder which were undergone oxidation studies in air at 850, 950 and 1100°C for 200 hours. The layers were made by cladding technique. Cladding was conducted by Plasma Transformed Arc method. The performance of the hardfaced materials were evaluated by microstructure (light and scanning electron microscope SEM), chemical and XRD analysis and microhardness measurements. For all the cases the presence of the scales were observed. The lower temperature of oxidation (850°C) does not influence significantly on the structure in the depth of the clad however dendrites became more regular and coarsening of interdenritic regions were noticed. The higher temperatures resulted in thicker scale layers, partially spalled and in degradation of the surface part of the clad. Microhardness measurements revealed in the outer surface sublayer with thickness of about 0.3 mm significant decrease of hardness. This observation was correlated with the microstructural changes, i.e. the disappearance of carbides in the interdendritic region and their replacement by Cr oxide.

PL

W artykule przedstawiono ocenę zmian mikrostrukturalnych, chemicznych i mechanicznych napawanych warstw wykonanych ze stopu na bazie kobaltu i poddanych utlenianiu w powietrzu w temperaturze 850, 950 i 1100°C przez 200 godzin. Warstwy napawane były metodą plazmową (PTA). Analizowano zmiany w mikrostrukturze (mikroskop świetlny i skaningowy mikroskop elektronowy), składzie chemicznym, składzie fazowym (XRD) oraz mikrotwardości warstw. We wszystkich przypadkach na powierzchni powstawały warstwy zgorzeliny. Utlenianie w najniższej temperaturze nie powodowało znaczących zmian w mikrostrukturze napoiny. Wyższa temperatura prowadziła do powstawania grubszej zgorzeliny, częściowo odpadającej i znacznej degradacji wierzchniej warstwy napoiny. Pomiary mikrotwardości warstwy napawanej wykazały znaczący spadek twardości zewnętrznej warstwy napoiny o grubości ok. 0,3 mm. Potwierdza to zaobserwowane zmiany mikrostrukturalne - m.in. zanik węglików w obszarach międzydendrytycznych i ich zastąpienie przez tlenek chromu.

Słowa kluczowe

EN

Co-based alloys; oxidation; hardness

PL

stopy kobaltu; utlenianie; twardość

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, nr 3
• Strony: 366--368
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Smoleńska H.

• Faculty of Metals Mechanical Engineering, Gdańsk University of Technology, Gdańsk,

Bibliografia

• [1] Gatto A., Bassoli E., Fornari M.: Plasma Transferred Arc deposition of powdered high performances alloys: process parameters optimisation as a function of alloy and geometrical configuration. Surface and Coatings Technology 187 2-3 (2004) 265-271.
• [2] Aoh J. N., Jeng Y. R., Chu E. L., Wu L. T.: On the wear behavior of surface clad layers under high temperature. Wear 225-229 (1999) 1114-1122.
• [3] Shin J. C., Doh J. M., Yoon J. K., Lee D. Y., Kim J. S.: Effect of molybdenum on the microstructure and wear resistance of cobalt-base Stellite hardfacing alloys. Surface and Coatings Technology 166 (2003) 117-126.
• [4] Tigrinho J. J., D’Oliveira A. S. C. M.: Plasma transferred arc surface modification of a low carbon steel. Journal of Materials Science 42 (2007) 7554-7557.
• [5] D’Oliveira A. S. C. M., Paredes R. S. C., Santos R. L. C.: Pulsed current plasma transferred arc hardfacing. Journal of Materials Processing Technology 171 (2006) 167-174.
• [6] Deuis R. L., Yellup J. M., Subramanian C.: Metal-matrix composite coatings by PTA surfacing. Composites Science and Technology 58 (1998) 299-309.
• [7] Liu Y. F., Han J. M., Li R. H., Li W. J., Xu X. Y., Wang J. H., Yang S. Z.: Microstructure and dry-sliding wear resistance of PTA clad (Cr, Fe)7C3/g- Fe ceramal composite coating. Applied Surface Science 252 (2006) 7539- 7544.
• [8] Cheng J. B., Xu B. S., Liang X. B., Wu Y. X.: Microstructure and mechanical characteristics of iron-based coating prepared by plasma transferred arc cladding process. Materials Science and Engineering A 492 1-2 (2008) 407-412.
• [9] De Mol Van Otterloo J. L., De Hosson J. Th. M.: Microstructural features and mechanical properties of cobalt-based laser coating. Acta Materalia 45 (3) (1997) 1225-1236.
• [10] Bourithis L., Gontzes V., Papadimitriou G. D.: Failure analysis of satellite dies for brass extrusion: The effect of aging. Journal of Materials Processing Technology 182 (2007) 608-614.
• [11] Osgerby S.: Oxide scale damage and spallation in P92 martensitic steel. Materials at High Temperatures 17 (2) (2000) 307-310.
• [12] D`Oliveira A. S. C., Vilar R., Feder C. G.: High temperature behaviour of plasma transferred arc and laser Co-based alloy coatings. Applied Surface Science 201 (2002) 154-160.