Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Detonation deposited Fe-Al coatings Part III: Morphology of the Ni(Cr) and Ni(Al) interlayers and Fe-Al coating sprayed onto the 045 steel substrate

Pawłowski A., Senderowski C., Bojar Z., Bonarski J., Major Ł.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2011

|

Vol. 56, iss. 2

262-269

EN

The morphology of interlayars and the coating of Fe-Al phase detonation sprayed (DGS) on the substrate of 045 steel was analysed in the work. The Ni(Al) layer, first from the substrate side consisted of Ni with inclusions of Al oxide. The second deposited layer was Ni(Cr), which contained lamellas of Cr in the Ni matrix. The phases present in the transition layers and in the coating were identified with SEM, and EDX methods (linear and point changes of chemical composition). The identification was confirmed with the X-ray technique and TEM microstructure analysis. It was established that Al oxides and AlNiO phases appeared in the DGS process after partial melting and oxidation of Al particles, while in the not melted part of grains small grain morphology was observed. Using the X-ray method, the FeAl2O4, Fe3Al and FeAl phases were identified in the coating, the Cr and Cr2Ni3 phase in the Ni(Cr) interlayer as well as pure nickel and the NiAl phase in the Ni(Al) interlayer. The occurrence of brittle phases of Al oxide and AlNiO phases near the boundaries of layers might result in the increase of tendency to delamination. Hence the reduction of the Al content seems advantageous from the point of view of mechanical properties of the joint.

PL

W pracy poddano analizie metodą skaningowej - SEM i transmisyjnej- TEM mikroskopii elektronowej, budowę warstw pośrednich i powłokę faz typu Fe-Al natryskiwanych detonacyjnie (DGS) na podłoże stali 045. Warstwa Ni(Al) pierwsza od podłoża składa się z niklu z wtrąceniami Al i tlenku glinu. Na niej osadzona jest warstwa druga Ni(Cr) składającą się z warstewek chromu w osnowie niklu. Metodami EDX, liniowej zmiany składu oraz punktowej analizy zidentyfikowano fazy w warstwach pośrednich i powłoce. Tą identyfikację potwierdzono techniką X-ray oraz analizą mikrostruktury TEM. Ustalono, że tlenki oraz AlNiO fazy powstały w procesie DGS po nadtopieniu i utlenieniu cząstek Al, zaś w nie nadtopionej części ziaren zaobserwowano drobnoziarnistą budowę. W powłoce zidentyfikowano metodą X-ray fazy: FeAl2O4, Fe3Al oraz FeAl, w warstwie pośredniej Ni(Cr) - chrom i fazę Cr2Ni3w osnowie niklu, zaś w warstwie Ni(Al) czysty nikiel i fazę NiAl. Występowanie faz tlenku glinu i faz AlNiO w pobliżu granic warstw pośrednich powodować może zwiększenie tendencji do delaminacji. Korzystnym byłoby zatem obniżenie ilości aluminium.

2

Detonation deposited Fe-Al coatings. Part II: Transmission electron microscopy of interlayers and Fe-Al intermetallic coating detonation sprayed onto the 045 steel substrate

Pawłowski A., Senderowski C., Wołczyński W., Morgiel J., Major Ł.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2011

|

Vol. 56, iss. 1

71-79

EN

The microstructure of detonation gaseous sprayed (DGS) transition layers of Ni(Al), Ni(Cr) and subsequent coating of Fe-Al intermetallic phases deposited on the 045 steel were studied in the paper using transmission electron microscopy. In order to identify phases in the particular interlayers the selected area electron diffraction (SAED) and an energy dispersive X-ray microanalysis (EDX) were applied. It was found that the Ni(Al) interlayer contained basically pure nickel with a small fraction of NiAl phase. The Al based amorphous phase was also observed its area in the form of bands. The Ni(Cr) interlayer basically contained Ni-rich small grains. Pure chromium in the Ni matrix appeared in the vicinity of Fe-Al coating in the shape of bow-like bands, parallel to the coating. The boundary between the Ni(Cr) layer and the Fe-Al coating revealed abrupt decrease of the Ni content in the coating at simultaneous rapid increase of the Fe amount. Improper Al/Cr ratio within the Ni matrix seems to be responsible for the formation of Al-oxides and the bands of almost pure Cr and Ni(Cr) layers and resulting decrease of interlayer adherence.

PL

W pracy analizowano mikrostrukturę złożonej budowy wielowarstwy składającej się z podłoża ze stali węglowej 045 oraz osadzonych detonacyjnie (DGS) na niej warstw pośrednich Ni(Al) i Ni(Cr) oraz powłoki faz międzymetalicznych typu Fe-Al. W celu identyfikacji faz powłoki i warstw pośrednich zastosowano techniki badawcze: dyfrakcji elektronowej (SAED) oraz analizy składu chemicznego faz (EDX) w transmisyjnym mikroskopie elektronowym. Stwierdzono, że warstwa Ni(Al) zawiera przede wszystkim prawie czysty nikiel z małym udziałem fazy NiAl. Oprócz tego w obszarze ziaren Ni występowała faza amorficzna w postaci pasm oparta na Al i O. Obecność niewielkich rozmiarów ziaren bogatych w nikiel stwierdzono również w warstwie Ni(Cr), wewnątrz których znajdowały się pasma czystego chromu. Granica pomiędzy Ni(Cr) oraz powłoką Fe-Al wykazywała gwałtowny spadek zawartości niklu przy jednoczesnym silnym wzroście żelaza. Obecność tlenków aluminium oraz pasm bogatych w chrom wynikała z niewłaściwych proporcji Al/Cr podczas przygotowania wielowarstw i wpływała negatywnie na ilość mikropęknięć i porów oraz wynikającą z tego adhezję pomiędzy poszczególnymi warstwami.

3

Tribological behaviour of Fe-Al intermetallic coatings obtained by HVOF method

Senderowski C., Bojar Z., Formanek B., Szymański K.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

390-393

EN

The structure and tribological properties of Fe-Al type intermetallic coatings with NiAl or NiCr intermediate layers sprayed by HVOF method on a plain carbon steel substrate are described in the paper. The tribological behaviour was assessed through abrasive or dry sliding (pin-on-disc) tests. The dependence of the microstructure and hardness of the HVOF coating systems on their wear resistance is discussed. It was found that the physicochemical proprieties of the intermediate layer influences the porosity and maximal value of hardness of Fe-Al type intermetallic coating as well as the hardness distribution in a whole surface layer what affects on increased tribological wear resistance.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań struktury i tribologicznych właściwości intermetalicznych powłok ochronnych na osnowie Fe-Al z warstwami pośrednimi NiAl lub NiCr natryskanymi metodą HVOF na podłoże ze stali niestopowej. Porównawcze badania tribologiczne powłoki FeAl na obu typach międzywarstwy oraz badania międzywarstwy NiAl i stali niestopowej jako podłoża przeprowadzono metodą trzpień-tarcza (bez smarowania) oraz jako próbę zużywania w luźnym ścierniwie. Analizowano wpływ struktury i twardości systemów powłokowych HVOF na ich odporność na zużywanie. Stwierdzono, iż właściwości fizykochemiczne warstwy pośredniej mają wpływ na porowatość i twardość maksymalną materiału intermetalicznej powłoki Fe-Al oraz na gradient twardości w warstwie powierzchniowej, co rzutuje na właściwości tribologiczne całego układu powłokowego.