Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The comparison of the effect of powder morphology on the microstructure and mechanical properties of WC-Co-Cr coatings HVOF-sprayed on substrates made of alloy AZ31

Górnik Monika, Jonda Ewa, Łatka Leszek

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2022

|

Vol. 66, No. 6

7--14

EN

The paper presents results of comparative tests concerning the effect of the morphology and particle size of the WC-Co-Cr coating material on the microstructure and mechanical properties of coatings sprayed (using the high velocity oxy-fuel method (HVOF)) on substrates made of magnesium alloy AZ31. The tests involved the use of two types of commercial powders, i.e. agglomerated and sintered powder (AS) (Höganäs, Amperit 558.074) and sintered powder (S) (Höganäs, Amperit 554.071). The microstructures of the coatings were observed using digital light microscopy and scanning electron microscopy. The tests also involved the determination of porosity and roughness as well as measurements of instrumental hardness (HIT) and Young’s modulus (EIT ). The microscopic observations revealed that the coatings were characterized by the relatively compact, dense and uniform structure as well as good adhesion to the substrate. The porosity of the S-type coating was approximately 1.5 times higher than that of the AS-type coating. In addition, the S-type coating was visibly thinner (than the AS-type coating), which could be ascribed to a lower powder feed rate applied during the spraying process. The surface of the AS-type coating was characterized by lower roughness (Ra = 4.5 ± 0.1 μm) than that of the S-type coating (Ra = 5.8 ± 0.3 μm). The differences in terms of instrumental hardness (HIT) and instrumental Young’s modulus (EIT) were also small. However, it could be noticed that the more compact structure and lower porosity of the AS-type coating resulted in the obtainment of slightly higher values of both HIT and EIT.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań porównania wpływu morfologii oraz wielkości cząstek materiału powłokowego WC-Co-Cr na mikrostrukturę i własności mechaniczne powłok natryskiwanych płomieniowo naddźwiękowo (High Velocity Oxy-Fuel) na podłoże ze stopu magnezu AZ31. Do badań wybrano dwa rodzaje handlowego proszku: aglomerowany i spiekany (AS) – Höganäs, Amperit 558.074 oraz spiekany (S) – Höganäs, Amperit 554.071. Obserwacje mikrostruktur wytworzonych powłok wykonano przy użyciu mikroskopów: cyfrowego świetlnego oraz skaningowego elektronowego. Określono także porowatość i chropowatość oraz zmierzono twardość instrumentalną (HIT) i moduł Younga (EIT). Na podstawie wykonanych obserwacji mikroskopowych stwierdzono, że wytworzone powłoki charakteryzują się stosunkowo zwartą, gęstą oraz jednolitą strukturą i dobrze przylegają do podłoża. Porowatość powłoki S jest ok. 1,5 razy większa niż w przypadku powłoki AS. Ponadto charakteryzuje ją widocznie mniejsza grubość niż powłoki AS, co jest związane z mniejszym wydatkiem podawania proszku w trakcie procesu natryskiwania. Powierzchnia powłoki AS odznacza się mniejszą chropowatością niż powłoki S, odpowiednio: Ra = 4,5 ± 0,1 µm i Ra = 5,8 ± 0,3 µm. Różnice w wartości twardości instrumentalnej (HIT) oraz instrumentalnego modułu Younga (EIT) są również niewielkie, jednakże można zauważyć, że bardziej zwarta budowa oraz niższa porowatość powłok AS wpływają na uzyskanie nieznacznie wyższych wartości zarówno HIT, jak i EIT.

2

Microstructure and selected properties of Ni-Cr-Re coatings deposited by means of HVOF thermal spraying

Tobota Konrad, Chmielewski Tomasz, Chmielewski Marcin

Welding Technology Review

|

2019

|

R. 91, nr 1

25--30

EN

The article presents selected results of testing Ni-Cr-Re coatings deposited by means of HVOF supersonic spray. The substrate made of 16Mo3 chromium molybdenum boiler steel was sprayed with a powder material of Oerlikon Amdry 4535 80% Ni, 20% Cr, 20÷45 μm, to which 1% of metallic rhenium was added using the high energy milling method in a ball mill. The Rhenium is an alloying additive that improves the heat resistance of alloys, creep and high temperature oxidation resistance. Alloys with the addition of rhenium are widely used in the aerospace industry (nickel superalloys) and in power industry. Metallographic microscopic examinations, microhardness tests and surface profilometry were carried out.

PL

W artykule przedstawiono wybrane wyniki badań powłok Ni-Gr-Re natryskiwanych naddźwiękowo. Podłoże ze stali kotłowej chromowo-molibdenowej 16Mo3 natryskiwano materiałem powłokowym w postaci proszku Oerlikon Amdry 4535 80% Ni, 20% Cr o granulacji 20÷45 μm, do którego dodano 1% metalicznego renu stosując metodę wysokoenergetycznego mielenia w młynie kulowym. Ren jest dodatkiem stopowym poprawiającym żarowytrzymałość stopów, odporność na pełzanie i utlenianie wysokotemperaturowe. Stopy z dodatkiem renu mają szerokie zastosowanie w przemyśle lotniczym (nadstopy niklu) oraz w energetyce. Przeprowadzono badania metalograficzne mikroskopowe, próby mikrotwardości oraz badanie powierzchni profilometrem optycznym.

3

Warunki natryskiwania HVOF powłoki Cr3C2-NiCr na stal 316L

Niedzielska M., Chmielewski T.

Przegląd Spawalnictwa

|

2017

|

R. 89, nr 3

46--50

PL

Natryskiwanie cieplne jest metodą modyfikacji powierzchni pokrewną spawalnictwu, wytwarzane z jej zastosowaniem powłoki są połączone z podłożem adhezyjnie lub mechanicznie, w niektórych przypadkach dyfuzyjnie lub lokalnie nawet metalurgicznie [1]. Odbywa się to poprzez dostarczenie materiału powłokowego w postaci proszku lub drutu do palnika, za pomocą którego materiał powłokowy jest topiony lub nagrzewany do temperatury bliskiej topnienia. Następnie przyspieszone w strumieniu gazów cząstki materiału z dużą prędkością uderzają w powierzchnię nastrykiwaną, tworząc powłokę. Natryskiwanie powłok na podłoże stalowe Cr-Ni austenityczne nierdzewne budzi zwykle wątpliwości związane z trudnościami uzyskania wystarczająco wysokiej przyczepności, gdyż pokrywająca naturalnie stal chromową powłoka tlenku chromu stanowiąca o odporności korozyjnej, niestety obniża przyczepność powłok natryskanych separując powłokę od metalicznego podłoża. Celem pracy było opracowanie warunków natryskiwania metodą HVOF powłoki Cr3C2-NiCr na podłożu stali 316L z uzyskaniem możliwie wysokiej przyczepności. Szczególną uwagę poświęcono przygotowaniu powierzchni oraz zapewnieniu cząstkom natryskiwanym dostatecznie wysokiej energii kinetycznej.

EN

Thermal spray process is a method of modifying the surface and it is related to welding technology. In this way produced coatings are connected to the substrate adhesively or mechanically, and in some cases even diffusion or locally metallurgically [6]. This is done by providing the coating material in the form of powder or wire to the torch. Coating material is melted or heated close to the melting temperature. The coating material particles are accelerated in gas stream to high velocity, then they impact to the substrate surface. Spraying the coating on the substrate Cr-Ni austenitic stainless steel substrate usually raises concerns about difficulties with obtaining sufficiently high adhesion, because steel chrome is usually covered by chromium oxide which protects against corrosion, but additionaly reduces the adhesion of sprayed coatings by isolating coating of metallic substrates. The aim of the work was to develop conditions for HVOF spraying method of Cr3C2-NiCr coatings on the steel 316L substrate. Particular attention was given to preparing the surface of the substrate and ensuring a sufficiently high kinetic energy.

4

Tribological properties of plasma and HVOF sprayed composite coatings

Żórawski W., Bokuvka O., Skrzypek S.

Przegląd Spawalnictwa

|

2012

|

R. 84, nr 8

28-34

EN

This paper presents the properties of plasma and HVOF thermally sprayed coatings obtained by blending the NiCrBSi and Fe2O3 powders. The deposition was performed by means of the Plancer PN-120 and the Diamond Jet guns for plasma spraying and HVOF spraying, respectively. The SEM (EDS) and XRD methods were employed to study the microstructure and phase composition of the produced coatings. Although the blended powders differ in particle size, shape, and distribution, it is possible to obtain composite coatings with an NiCrBSi matrix containing iron oxides. Except for a different microstructure, plasma and HVOF coatings have a different phase composition, which was examined using the Bruker D-8 Advance diffractometer. Studies of the coatings wear and scuffing resistance showed that an optimal content of Fe2O3 is about 26% for plasma sprayed coatings and 22,5% for HVOF deposited coatings.

PL

W pracy przedstawiono właściwości natryskanych plazmowo i HVOF powłok otrzymanych w wyniku wymieszania proszków NiCrBSi i Fe2O3. Natryskiwanie przeprowadzono w za pomocą plazmotronu Plancer PN-120 i systemu do natryskiwania naddźwiekowego Diamond Jet. Badania mikrostruktury i składu fazowego natryskanych powłok przeprowadzono wykorzystując SEM (EDS) i XRD. Wyniki ujawniły, że pomimo znacznych różnic wielkości, kształtu i rozkładu granulometrycznego proszków, możliwe jest uzyskanie powłok kompozytowych na osnowie NiCrBSi zawierających tlenki żelaza. Stosując dyfraktometr Bruker D-8 Advance, wykazano, że oprócz różnic mikrostrukturalnych, powłoki mają również odmienny skład fazowy. Badania zużycia powłok i ich odporności na zatarcie wykazały, że optymalna zawartość Fe2O3 wynosi ok. 26% dla powłok natryskiwanych plazmowo i 22,5% dla HVOF.

5

Analiza stabilności cieplnej i wybranych właściwości powłok typu FeAl otrzymanych metodą HVOF

Senderowski C., Łodziński K., Bojar Z.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

725-728

PL

W pracy przedstawiono analizę struktury powłok ochronnych FeAl po natryskiwaniu metodą HVOF i po dodatkowym wygrzewaniu w temperaturze 750°C i 950°C, co umożliwiło ocenę stabilności cieplnej powłok. Potwierdzono istotny wpływ błonek tlenkowych Al2O3 wytworzonych w warunkach metalizacji HVOF na stabilność strukturalną i fazową powłok. Pomimo znikomych oznak ujednorodnienia składu chemicznego powłoki po 10 godzinach wygrzewania w 750°C stwierdzono jej wyraźne umocnienie, zapewniające zachowanie po wygrzewaniu w tej temperaturze bardzo dobrych właściwości mechanicznych. Wygrzewanie w 950°C powoduje wyraźne zmniejszenie twardości powłoki z częściową rekrystalizacją w mikroobszarach silnie spłaszczonych ziaren. Pomimo to udział stabilnych i trwałych warstewek tlenków Al2O3 chroni powłokę przed dynamicznym utlenianiem w 950°C.

EN

Analysis of structure and properties of FeAl type intermetallic coating sprayed with HVOF method on steel substrate was done in as-sprayed conditio and after additional 10-hours lasting heating at 750 or 950°C in air. An important influence of Al2O3 oxide films on thermal stability of phase building and coating structure was stated. Despite of slight growth of chemical homogeneity of FeAl coating after thermal treatment at 750°C/10 h a distinct rise of hardness was measured securing its good mechanical integrity. Heating at 950°C/10 h causes a visible decrease of coating hardness but the presence of stable Al2O3 oxide films protects a further dynamic oxidation of coating material at such level of temperature, in air atmosphere.

6

Uwarunkowania technologiczne naddźwiękowej metalizacji płomieniowej HVOF do wytwarzania intermetalicznych powłok ochronnych Fe-Al dla potrzeb energetyki

Senderowski C., Łodziński K., Bojar Z.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 4

1213-1219

PL

W artykule przedstawiono efekty wykorzystania naddźwiękowego natryskiwania płomieniowego HVOF do otrzymania powłok intermetalicznych typu Fe-Al z udziałem warstw pośrednich NiAl i NiCr, w aspekcie wykorzystania ich w sektorze energetyki cieplnej. Przedstawiono uwarunkowania pracy wybranych elementów kotłów ze złożem fluidalnym i ich wpływ na degradację struktury stosowanych materiałów konstrukcyjnych. Dokonując szeregu eksperymentów natryskiwania HVOF, przedstawiono uwarunkowania towarzyszące procesowi naddźwiękowej metalizacji płomieniowej, mające bezpośredni wpływ na jakość metalurgiczną powłok Fe-Al natryskanych na stal kotłową 15HM. Na podstawie wyników badań dokonano wyboru parametrów natryskiwania HVOF, dla których uzyskano najkorzystniejszy zespół cech geometrycznych i fizykomechanicznych, charakteryzujących zarówno stan materiału powłoki, międzywarstwy, jak i podłoża. Rozważając jakość metalurgiczną powłok wzięto pod uwagę morfologię ziaren, niejednorodność składu chemicznego i budowę fazową oraz porowatość i stopień umocnienia powłok. Potwierdzono bardzo dobrą trwałość powłok FeAl40/ HVOF na zużywanie erozyjno-korozyjne w rzeczywistych warunkach eksploatacji osłony palnika kotła fluidalnego.

EN

The results of using supersonic HVOF flame spraying method to obtain Fe-Al intermetallic coatings with NiAl or NiCr interlayers, in terms of their use in thermal power sector are described in the paper. Working conditions of selected elements of the fluidized bed boilers and their effect on the degradation of the structure of structural materials are discussed. Based on the obtained results HVOF spraying parameters giving the best band of geometrical and physico-mechanical characteristic of the coating, the interlayers and the substrate were selected. Considering the quality of metallurgical coatings the grains morphology, the heterogeneity of chemical and phase composition, the porosity and the degree of material strengthening were analysed. Very good resistance of FeAl40/HVOF coatings to erosion and corrosion degradation in real conditions of fluidized-bed boiler burner casing exploitation proved.

7

Struktura i właściwości laserowo przetapianych powłok amorficznych na bazie żelaza

Kusiński J., Kąc S., Kusiński G.

Inżynieria Materiałowa

|

2009

|

Vol. 30, nr 6

492-497

PL

Celem prezentowanych w pracy badań było zwiększenie odporności na ścieranie stali P91 przez natryskiwanie techniką HVOF na powierzchnię próbek amorficznej powłoki FeS7CrgMo12W3C9Bir Następnie, aby wyeliminować porowatość oraz poprawić przyczepność, powłoki były laserowo przetapiane wraz z cienką warstewką podłoża. Przez zmianę parametrów procesu laserowego przetapiania kontrolowano stopień wymieszania materiału powłoki oraz podłoża, a tym samym wpływano na skład chemiczny i strukturę nowo tworzonej warstwy wierzchniej i jej właściwości. W badaniach mikrostruktury wykorzystano obserwacje za pomocą mikroskopii świetlnej, elektronowej skaningowej i transmisyjnej. Prowadzono również badania za pomocą dyfraktometru rentgenowskiego, pomiary mikro- i nanotwardości oraz odporności na ścieranie. Otrzymano warstwy o strukturze amorficznej lub nano-krystalicznej, o wysokiej twardości i odporności na ścieranie, jednak z obecnością pęknięć.

EN

The goal of this research was to increase the wear resistance of elements madę of P91 high strength steel. High velocity oxy-fuel (HVOF) thermal spray was used to deposit a Fe57CrgMo12W3C9Bu alloy coating onto the samples of high strength 9% Cr steel. Then the coating was remelted with certain portion of matrix in term to receive surface layer free of porosity and well metalurgically bounded with the matrix. By changing the laser melting process parameters we could control the chemical composition, mi-crostructure and properties. Microstructures of the as deposited coating and laser remelted surface layer were investigated by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM). Investigation showed that using proper laser treatment conditions of coating remelting, it is possible to get an amorphous or nanocrystalline surface layer, with high hardness and wear resistance, however with pres-ence of cracks.

8

Nowoczesne materiały i urządzenia do natryskiwania metodą plazmową i HVOF powłok antykorozyjnych stosowanych w przemyśle

Matthaus G.

Inżynieria Powierzchni

|

2005

|

Nr 1

9-17

PL

W artykule opisano nowy trójkatodowy palnik plazmowy i urządzenie HVOF umożliwiające stosowanie bardzo drobnych proszków. Oba urządzenia, w najbliższym czasie będą miały wpływ na rozwój natryskiwania cieplnego, ze względu na możliwości otrzymywania powłok wysokiej jakości o obniżonych kosztach wytwarzania. Omówiono konstrukcje podajnika proszku i pistoletu do pracy z bardzo drobnymi proszkami. W ramach projektu Unii Europejskiej Growth NANO-HVOF przebadano otrzymane powłoki i stwierdzono, że mają one lepszą charakterystykę tribologiczną niż powłoki natryskiwane proszkami gruboziarnistymi. Omówiono problem natryskiwania powłok na wewnętrzne powierzchnie przy użyciu bardzo drobnych proszków. Opracowano pistolet ID CooLFlow do natryskiwania powierzchni wewnętrznych metodą HVOF z użyciem bardzo drobnych proszków. Ilość ciepła dostarczana konstrukcjom przez mały pistolet HVOF jesniewielka, nie następuje więc przegrzanie konstrukcji.

EN

Axial injection three cathodic plasma technology and HVOF technology with superfine 10 micro m powder are industrialised thermal spray equipments. Both technologies will influence thermal spraying technique in the near future because of their high quality coatings capabilities and cost reduction of the production process. The powder feeder and gun technology using super-fine powders are presented. In the frame of EU Growth NANO-HVOF project the obtained layers were investigated. Fine layers showed better tribological characteristic than the layers sprayed with rougher powders. The ID CooLFlow gun for HVOF spraying of internal surfaces with super-fine powders was developed. The thermal load of the construction units provided by the small HVOF gun is low, that makes possible to avoid construction overheating.