Structural analysis of Fe-Al coatings applied by gas detonation spraying
Tomasz Chrostek
Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w OlsztynieAbstrakt
Praca dotyczy analizy tworzenia się faz tlenkowych w strukturze intermetalicznych powłok FeAl w warunkach natryskiwania gazodetonacyjnego (GDS). Określono właściwości strukturalne materiału wsadu proszkowego oraz powłoki Fe-Al formowanej in-situ w procesie GDS. Przeanalizowano skutki procesu GDS na zmiany fazowe powłoki FeAl natryskanej w kontrolowanych warunkach GDS. Uzyskane wyniki wykazują, że przy określonych parametrach procesu GDS cząstki proszku FeAl poddawane są silnemu utlenianiu w gorącym strumieniu gazowych produktów spalania detonacyjnego z przepływem naddźwiękowym. Skutkuje to tworzeniem się wielofazowej struktury powłoki z udziałem faz tlenkowych formowanych po granicach ziaren w postaci cienkich błonek, wskutek bardzo silnego odkształcenia plastycznego cząstek proszku formujących powłokę.
Uzyskane wyniki badań strukturalnych, mikroanalizy składu chemicznego SEM/EDS oraz składu fazowego XRD, wykazały, że bardzo silnie nagrzane cząstki FeAl w warunkach GDS, ulegają powierzchniowo silnemu utlenieniu, przekształcając się w ziarna w formie splatów, po zderzaniu z materiałem stalowego podłoża. W rezultacie, tworzy się warstwowa, wielofazowa struktura powłoki na osnowie fazy FeAl dziedziczonej z materiału proszkowego z udziałem cienkich warstw tlenkowych, głównie Al2O3.
Słowa kluczowe:
Gas Detonation Spraying, Fe-Al, intermetallic alloys, Al2O3Bibliografia
BOJAR Z., SENDEROWSKI C., DUREJKO T. 2002. Structure and tribological properties of FeAl-based intermetallic coatings sprayed on steel substrate, International Journal of Applied Mechanics and Engineering 7, 335-340. Google Scholar
CHROSTEK T., BRAMOWICZ M., RYCHLIK K., WOJTKOWIAK A., SENDEROWSKI C. 2019. Influence of gas detonation spraying parameters on the geometrical structure of Fe-Al intermetallic protective coating, Technical Sciences 3(22), 249-262. Google Scholar
FIKUS B., SENDEROWSKI C., PANAS A.J. 2019. Modeling of Dynamics and Thermal History of Fe40Al Intermetallic Powder Particles Under Gas Detonation Spraying Using Propane-Air Mixture, Journal of Thermal Spray Technology 28(3), 346-358. Google Scholar
HEJWOWSKI T. 2013. Nowoczesne powłoki nakładane cieplnie odporne na zużycie ścierne i erozyjne, Monografie – Politechnika Lubelska, Lublin. Google Scholar
NIEWIELKI G., JABŁOŃSKA M. 2007. Charakterystyka i zastosowanie intermetali z układu Fe-Al, Inżynieria Materiałowa 2, 43-47. Google Scholar
NIKOLAEV YU.A., VASIL’EV A.A., UL’YANITSKII B.YU. 2003. Gas Detonation and its Application in Engineering and Technologies (Reviev), Combustion, Explosion and Shock Waves 39(4), 382-410. Google Scholar
SENDEROWSKI C. 2015. Żelazowo-aluminiowe intermetaliczne systemy powłokowe uzyskiwane z naddźwiękowego strumienia metalicznego – monografia, Warszawa. Google Scholar
SENDEROWSKI C., DUREJKO T., ZASADA D., NAPADŁEK W., BOJAR Z. 2016. Structure and properties of the FeAl (HVOF, HVAF, DGS) coating for power industry, Inżynieria Materiałowa 6(214), 283-288. Google Scholar
ULIANITSKY V, SHTERTSER V., ZLOBIN S., SMUROV I. 2011. Computer-controlled detonation spraying: from process fundamentals toward advanced applications, Journal of Thermal Spray Technology 20(4), 791-801. Google Scholar
Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie
