INŻYNIERIA POWIERZCHNI SURFACE ENGINEERING

Transkrypt

1 INŻYNIERIA POWIERZCHNI SURFACE ENGINEERING K w a r t a l n i k REDAGUJE KOLEGIUM Redaktor Naczelny dr hab. inż. Tomasz BABUL Z-ca Red. Naczelnego mgr inż. Henryk ANDRZEJEWSKI Redaktorzy Tematyczni prof. dr hab. inż. Tadeusz BURAKOWSKI prof. dr inż. Witold MILEWSKI prof. dr hab. inż. Jan SENATORSKI dr inż. Piotr TOMASSI Redaktor Statystyczny mgr Joanna LUDWICZAK Redaktor Językowy mgr Sylwia WODZISŁAWSKA Sekretarz Redakcji Alicja BANASZKIEWICZ WYDAWCA Instytut Mechaniki Precyzyjnej Nakł. 400 egz. I S S N Zgłoszenia na prenumeratę przyjmuje: Instytut Mechaniki Precyzyjnej Sekcja Wydawnicza ul. Duchnicka 3, Warszawa fax: inte@imp.edu.pl SPIS TREŚCI Seminarium Zastosowanie antykorozyjnych, technicznych i dekoracyjnych powłok natryskiwanych cieplnie T. Hejwowski, K. Marczewska-Boczkowska Mikrostruktura i odporność na korozję powłok na osnowie niklu natryskiwanych metodą płomieniowo-proszkową.. K. Marczewska-Boczkowska, T. Hejwowski Właściwości korozyjne powłok natryskiwanych metodą płomieniowo-proszkową z mieszanin proszków W. Żórawski Mikrostruktura powłok Al 2 O 3 natryskanych plazmowo z zawiesin.. W. Milewski, A. Olbrycht, Sz. Pawlik, H. Pokhmurska Zastosowanie drutów proszkowych do łukowego natryskiwania powłok żaroodpornych.. W. Milewski, A. Olbrycht, Sz. Pawlik Wpływ parametrów natryskiwania na koszty procesu i odporność na korozję powłok natryskiwanych łukowo... H. Myalska, K. Szymański, G. Moskal, J. Wieczorek, Ł. Carski, B. Szczucka-Lasota Morfologia powierzchni powłok węglikowych natryskiwanych naddźwiękowo z proszków typu WC-12Co o różnej wielkości fazy węglikowej. H. Myalska, K. Szymański, G. Moskal, J. Wieczorek, Ł. Carski, B. Szczucka-Lasota Wpływ wielkości granul w proszkach powłokowych typu WC-12Co na mikrostrukturę natryskiwanych naddźwiękowo powłok węglikowych. A. Olbrycht Normalizacja natryskiwania cieplnego.. A. Mazurek, B. Szeptycka Elektroosadzanie powłok niklowych z eutektycznej cieczy jonowej (ethaline) J. Kobus Stal o podwyższonej odporności na korozję atmosferyczną. Konferencje.. Książki.. Treść rocznika.. CONTENTS Seminar Applications of anticorrosion, technical and decorative thermally sprayed coatings T. Hejwowski, K. Marczewska-Boczkowska Microstructure and corrosion resistance of Ni-base flame sprayed coatings K. Marczewska-Boczkowska, T. Hejwowski Corrosion properties of coatings flame sprayed with powder mixtures... W. Żórawski Microstructure of suspension plasma sprayed Al 2 O 3 coatings W. Milewski, A. Olbrycht, Sz. Pawlik, H. Pokhmurska Application of flux cored wires for arc spray coating heat-resistant W. Milewski, A. Olbrycht, Sz. Pawlik Influence of the spraying process parameters on costs and corrosion resistance of arc-sprayed coatings. H. Myalska, K. Szymański, G. Moskal, J. Wieczorek, Ł. Carski, B. Szczucka-Lasota Morphology of high velocity carbide s coatings of WC-12Co type sprayed from powders with different size of carbide phase.. H. Myalska, K. Szymański, G. Moskal, J. Wieczorek, Ł. Carski, B. Szczucka-Lasota Influence of granule size of WC-12Co feedstock powders on microstructure of high velocity sprayed coatings. A. Olbrycht Standardization of thermal spraying A. Mazurek, B. Szeptycka The electrodeposition of the nickel coatings with deep eutectic solvent (ethaline) J. Kobus Weathering steel Conferences. Books Annual contents str p

2 TADEUSZ HEJWOWSKI 1, KRYSTYNA MARCZEWSKA-BOCZKOWSKA 2 MIKROSTRUKTURA I ODPORNOŚĆ NA KOROZJĘ POWŁOK NA OSNOWIE NIKLU NATRYSKIWANYCH METODĄ PŁOMIENIOWO-PROSZKOWĄ MICROSTRUCTURE AND CORROSION RESISTANCE OF Ni-BASE FLAME SPRAYED COATINGS W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury powłok natryskiwanych metodą płomieniowo-proszkową z mieszanin proszków Ni-5%Al i NiCrSiBFe + WC (EB-2005) oraz ich właściwości korozyjnych w 3-procentowym roztworze NaCl. Powłoki charakteryzują się dobrą odpornością korozyjną, zmierzone prądy korozji są rzędu A/cm 2. Odporność korozyjna powłoki wzrastała ze zwiększającym się udziałem EB-2005 w mieszaninie proszków i zależała od mikrostruktury powłoki. Minimalną porowatość stwierdzono w powłokach zawierających 20 60% mas. EB Powłoki natryskiwane, odporność na korozję, mikrostruktura, cermetale In the paper, the results of microstructural investigations of coatings flame sprayed with Ni-5%Al and NiCrSiBFe + WC (EB- 2005) powder mixtures and investigations of their corrosion properties in 3% NaCl solution were presented. The coatings are distinguished by the good corrosion resistance, the measured corrosion currents were of order A/cm 2. The corrosion resistance rose with increasing EB-2005 content in powder mixture and depended on coating microstructure. The lowest porosity was revealed in coatings containing mas.% EB Sprayed coatings, corrosion resistance, microstructure, cermetals 1 Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny, Lublin 2 Politechnika Lubelska, Instytut Podstaw Elektrotechniki i Elektrotechnologii INŻYNIERIA POWIERZCHNI NR

3 KRYSTYNA MARCZEWSKA-BOCZKOWSKA 3, TADEUSZ HEJWOWSKI 4 WŁAŚCIWOŚCI KOROZYJNE POWŁOK NATRYSKIWANYCH METODĄ PŁOMIENIOWO-PROSZKOWĄ Z MIESZANIN PROSZKÓW CORROSION PROPERTIES OF COATINGS FLAME SPRAYED WITH POWDER MIXTURES W pracy przedstawiono wyniki badań korozyjnych w 3-procentowym roztworze NaCl oraz mikrostrukturalnych powłok natryskiwanych metodą płomieniowo-proszkową z mieszanin proszków Ni-5%Al i NiCrSiBFe (AMI 1045). Powłoki charakteryzują się dobrą odpornością korozyjną, zmierzone prądy korozji są rzędu A/cm 2. Odporność korozyjna powłoki wzrastała ze zwiększającym się udziałem AMI 1045 w mieszaninie proszków i zależała od mikrostruktury powłoki. Najniższą porowatość stwierdzono w powłokach zawierających 10 60% AMI Odporność na korozję, powłoki natryskiwane, mikrostruktura In the paper, the results of corrosion tests in 3% NaCl solution and microstructural investigations of coatings flame sprayed with Ni-5%Al and NiCrSiBFe (AMI 1045) powder mixtures were presented. The coatings are distinguished by the good corrosion resistance, the measured corrosion currents were of order A/cm 2. The corrosion resistance rose with increasing AMI 1045 content in powder mixture and depended on coating microstructure. The lowest porosity was revealed in coatings containing mas.% AMI Corrosion resistance, sprayed coatings, microstructure 3 Instytut Podstaw Elektrotechniki i Elektrotechnologii Politechniki Lubelskiej 4 Wydział Mechaniczny Politechniki Lubelskiej INŻYNIERIA POWIERZCHNI NR

4 WOJCIECH ŻÓRAWSKI 5 MIKROSTRUKTURA POWŁOK Al 2 O 3 NATRYSKANYCH PLAZMOWO Z ZAWIESIN MICROSTRUCTURE OF SUSPENSION PLASMA SPRAYED Al 2 O 3 COATINGS W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury powłoki natryskanej plazmowo z zawiesin zawierającej nanometryczne i submikronowe ziarna Al 2 O 3. Natryskana powłoka charakteryzowała się mikrostrukturą bi-modalną, składającą się z obszarów całkowicie przetopionych oraz z obszarów częściowo przetopionych zawierających połączone ze sobą nanoziarna proszku Al 2 O 3. Al 2 O 3, natryskiwanie plazmowe zawiesiny, nanostruktura This paper presented results of microstructure researches of the plasma sprayed coating with application of Al 2 O 3 powder suspension containing nanometric i submikron grains. The sprayed coating showed a bi-modal structure composed of both fully melted region and partially melted regions included connected nanograins of Al 2 O 3 powder. Al 2 O 3, suspension plasma spraying (SPS), nanostructure 5 Politechnika Świętokrzyska, Kielce INŻYNIERIA POWIERZCHNI NR

5 WITOLD MILEWSKI 6, ANNA OLBRYCHT 1, SZYMON PAWLIK 1, HANNA POKHMURSKA 7 ZASTOSOWANIE DRUTÓW PROSZKOWYCH DO ŁUKOWEGO NATRYSKIWANIA POWŁOK ŻAROODPORNYCH APPLICATION OF FLUX CORED WIRES FOR ARC SPRAY COATING HEAT-RESISTANT W artykule przedstawiono wyniki natryskiwania łukowego wielowarstwowej powłoki składającej się z międzywarstwy NiAl, warstwy z drutu proszkowego (Fe-Cr) oraz Al. Zbadano żaroodporność powłoki, jej odporność na zużycie oraz przeprowadzono badania metalograficzne. Stwierdzono, że natryskana wielowarstwowa powłoka bardzo dobrze zabezpiecza przed utlenianiem stalowe podłoże w temp. 550 o C i 900 o C. Natryskiwanie cieplne, natryskiwanie łukowe, powłoki żaroodporne, druty proszkowe, mikroskop skaningowy, spektrometr rentgenowski EDS The results of arc spraying of a multilayer coating consisting NiAl in the interlayer, the wire layer of powder (Fe-Cr) and Al. The heat resistance and were resistance of coating were investigated and metallographic examination were carried out. It was found that the injected multi-layer coating well protects metal surfaces from oxidation at 550 o C i 900 o C. Thermal spraying, arc spraying, heat-resistant coatings, flux cored wires, scanning electron microscope, X-ray spectrometer EDS 6 Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa 7 Uniwersytet Techniczny, Chemnitz, Niemcy INŻYNIERIA POWIERZCHNI NR

6 WITOLD MILEWSKI 8, ANNA OLBRYCHT 1, SZYMON PAWLIK 1 WPŁYW PARAMETRÓW NATRYSKIWANIA NA KOSZTY PROCESU I ODPORNOŚĆ NA KOROZJĘ POWŁOK NATRYSKIWANYCH ŁUKOWO INFLUENCE OF THE SPRAYING PROCESS PARAMETERS ON COSTS AND CORROSION RESISTANCE OF ARC-SPRAYED COATINGS W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu odległości i kąta natryskiwania, napięcia łuku, ciśnienia powietrza rozpylającego, rodzaju materiału powłokowego oraz rodzaju układu rozpylającego w pistoletach łukowych na wielkość strat materiału powłokowego, a więc na koszty materiałowe. Badania wykonane zgodnie z normą PN-EN ISO wykazały, że przy nadmiernym zwiększeniu odległości natryskiwania koszty materiałowe mogą wzrosnąć nawet dwukrotnie. Stwierdzono, że poprzez zastosowanie stopu Zn-Al zamiast Zn można zmniejszyć koszty materiałowe o ok %. Zbadano również wpływ chropowatości powłok na ich odporność na korozję. Powłoka natryskiwana cieplnie, współczynnik osadzania, straty materiałowe, układ rozpylający, odległość natryskiwania, kąt natryskiwania, napięcie łuku, ciśnienie powietrza rozpylającego The test results of the influence of spraying distance, spraying angle, arc voltage, atomizing air pressure, metal type and atomizing chamber type in arc spraying gun on materials loss and coating costs are discussed. Tests, carried out according to PN-EN ISO 17836, showed that too big spraying distance could increase material costs even twice. Replacing of Zn by Zn-Al alloy may decrease the costs of about 10 12%. The effect of coating roughness on the surface coatings corrosion resistance was also investigated. Thermal sprayed coating, deposition efficiency, material loss, atomizing chamber type, spraying distance, spraying angle, arc voltage, atomizing air pressure 8 Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa INŻYNIERIA POWIERZCHNI NR

7 HANNA MYALSKA 9, KRZYSZTOF SZYMAŃSKI 1, GRZEGORZ MOSKAL 1, JAKUB WIECZOREK 1, ŁUKASZ CARSKI 1, BOŻENA SZCZUCKA-LASOTA 10 MORFOLOGIA POWIERZCHNI POWŁOK WĘGLIKOWYCH NATRYSKIWANYCH NADDŹWIĘKOWO Z PROSZKÓW TYPU WC-12Co O RÓŻNEJ WIELKOŚCI FAZY WĘGLIKOWEJ MORPHOLOGY OF HIGH VELOCITY CARBIDE`S COATINGS OF WC-12Co TYPE SPRAYED FROM POWDERS WITH DIFFERENT SIZE OF CARBIDE PHASE W artykule przedstawiono charakterystykę powłok węglikowych otrzymanych z proszków WC-12Co o różnej wielkości fazy węglikowej. Powłoki otrzymano metodą HVAF. Zastosowanie jako proszków wsadowych materiałów o różnej wielkości fazy węglikowej wpływa na topografię warstwy wierzchniej powłoki. Wykazano, że zastosowanie, jako proszków wsadowych materiałów o różnej wielkości wpływa na topografię warstwy wierzchniej powłoki. Powłoki otrzymane z proszków charakteryzujących się dużym rozmiarem fazy węglikowej wykazują większą chropowatość, ale porównywalną porowatość i twardość niż powłoki otrzymane z proszków o mniejszej wielkości fazy węglikowej. WC-Co, HVAF, morfologia powłoki, wielkość węglików Characterization of WC-12Co coatings obtained from powders with different grain size of carbide phase was showed in this article. All coatings were deposited by HVAF method. An application of feedstock powders with different size of carbides has an influence on coatings topography. Coatings deposited from powders with coarse grained carbides have higher level of roughness, but comparable porosity and hardness level, to coatings obtained from medium and fine sized carbides. WC-Co, HVAF, coatings morphology, carbides size 9 Politechnika Śląska, Instytut Nauki o Materiałach, Katowice 10 Wyższa Szkoła Zarządzania Ochroną Pracy, Katowice INŻYNIERIA POWIERZCHNI NR

8 HANNA MYALSKA 11, KRZYSZTOF SZYMAŃSKI 1, GRZEGORZ MOSKAL 1, JAKUB WIECZOREK 1, ŁUKASZ CARSKI 1, BOŻENA SZCZUCKA-LASOTA 12 WPŁYW WIELKOŚCI GRANUL W PROSZKACH POWŁOKOWYCH TYPU WC-12Co NA MIKROSTRUKTURĘ NATRYSKIWANYCH NADDŹWIĘKOWO POWŁOK WĘGLIKOWYCH INFLUENCE OF GRANULE SIZE OF WC-12Co FEEDSTOCK POWDERS ON MICROSTRUCTURE OF HIGH VELOCITY SPRAYED COATINGS W artykule przedstawiono charakterystykę powłok węglikowych otrzymanych z proszków WC-12Co o różnej wielkości granul. Powłoki natryskiwano metodą HVAF na stal węglową. Wykazano, że zastosowanie, materiałów powłokowych o różnej wielkości granul wpływa na topografię warstwy wierzchniej powłoki, ale nie udało się tego wykazać wskaźnikami ilościowymi. Powłoki otrzymane z proszków o mniejszych granulach charakteryzują się większa twardością mimo większej porowatości. WC-Co, HVAF, morfologia powłoki, wielkość granul Characterization of coatings obtained from powders of WC-12Co types with different granules size was showed in this article. All coatings were deposited by HVAF method on carbon steel. An application of feedstock powders with different granules size has an influence on coatings topography, but it`s not found a proof in quantitative parameters. Coatings deposited from powders with lower size of granules have higher hardness level despite higher porosity. WC-Co, HVAF, coatings morphology, granules size 11 Politechnika Śląska, Instytut Nauki o Materiałach 12 Wyższa Szkoła Zarządzania Ochroną Pracy, Katowice INŻYNIERIA POWIERZCHNI NR

9 ANNA OLBRYCHT 13 NORMALIZACJA NATRYSKIWANIA CIEPLNEGO STANDARDIZATION OF THERMAL SPRAYING W artykule dokonano przeglądu ustanowionych Polskich Norm dotyczących natryskiwania cieplnego. Są to normy terminologiczne, materiałowe, technologiczne, dotyczące badań i metod badania powłok, sprzętu decydującego o przemysłowym wykorzystaniu technologii oraz wprowadzenia systemów jakości w zakładach wykonujących proces natryskiwania cieplnego. Przedstawiono krótki opis każdej z tych norm. Natryskiwanie cieplne, normy In the paper the review of the Polish Standards on thermal spraying was given. The discussed standards were on classification and terminology, materials, on testing and methods of testing these coatings, equipment playing important part in the industrial application of thermal spraying and on introduction of the quality systems at the manufacturers applying thermal spraying process. Thermal spraying, standards 13 Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa INŻYNIERIA POWIERZCHNI NR

10 ANNA MAZUREK 14, BENIGNA SZEPTYCKA 1 ELEKTROOSADZANIE POWŁOK NIKLOWYCH Z EUTEKTYCZNEJ CIECZY JONOWEJ (ETHALINE) THE ELECTRODEPOSITION OF THE NICKEL COATINGS WITH DEEP EUTECTIC SOLVENT (ETHALINE) Powłoki niklowe osadzano w temp. pokojowej z eutektycznej cieczy jonowej (DES) chlorek choliny/glikol etylenowy (Ethaline) na podłożu miedzianym, stosując sole niklu, kwas borowy i związki organiczne. Naprężenia własne osadzanych powłok mierzono metodą dylatometryczną przy użyciu IS-metru. Strukturę zgładów poprzecznych wytworzonych powłok badano na mikroskopie Nicon Eclipse JV 150. Chropowatość podłoża miedzianego, powłok niklowych i powłok kompozytowych mierzono profilografem TR 100. Mikrotwardość mierzono metodą Vickersa, stosując obciążenia 0,01 kg. Osadzone warstwy miały naprężenia ściskające ok. 100 MPa lub rozciągające od 20 do ponad 300 MPa. Otrzymano powłoki niklowe o mikrotwardości 2,29 GPa z kąpieli bez dodatku związków organicznych i 3,39 GPa dla kąpieli z dodatkiem związków organicznych. Parametr chropowatości wynosił odpowiednio 0,08 0,19 µm dla kąpieli bez związków organicznych i 0,18 µm dla kąpieli zawierającej związki organiczne. Nikiel, elektroosadzanie, kompozyty, eutektyczna ciecz jonowa, mikrotwardość, chropowatość, naprężenia własne The nickel coatings were electrodeposited at room temperature on the copper substrate from the choline chloride/ethylene glycol (Ethaline) deep eutectic solvent (DES) dissolved by nickel salts, boric acid and the organic compounds. IS-meter was used to the measurement of the internal stress. The cross-sectional structures of the coated samples were studied by Nicon Eclipse JV 150 microscope. The roughness of the copper substrate, nickel foils and nickel composite foils was evaluated using a TR 100 prod. Elcometr Instruments Ltd. profilograph. The microhardness of the deposited layers was measured using a Vickers method at a load of 0,01 kg. The deposited layers had the comprehensive internal stress about 100 MPa or the tensile internal stress from 20 to above 300 MPa. The nickel coatings had the microhardness 2,29 GPa for the bath without the additives and 3,39 GPa with additives. The roughness 0,08 to 0,19 µm for the bath without the additives and 0,18 µm with additives were received. Nickel, electroplating, composites, deep eutectic solvent, microhardness, roughness, internal stress 14 Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa INŻYNIERIA POWIERZCHNI NR

11 JOANNA KOBUS 15 STAL O PODWYŻSZONEJ ODPORNOŚCI NA KOROZJĘ ATMOSFERYCZNĄ WEATHERING STEEL Na podstawie publikacji z ostatnich lat przedstawiono skład, właściwości i zastosowanie stali o podwyższonej odporności na korozję atmosferyczną. Opisano wpływ składników stopowych stali na szybkość korozji stali. Omówiono wpływ środowiska przemysłowego, wiejskiego i morskiego na szybkość powstawania patyny, jej skład i trwałość. Przytoczono wyniki prób opisu kinetyki wzrostu warstwy patyny w czasie ekspozycji. Przedstawiono także metodę przewidywania ubytków korozyjnych na podstawie wielkości parametrów znacząco wpływających na korozję. COR-TEN, korozja atmosferyczna, patyna A review of recent publications describing the composition, properties and application of steel with high resistance to atmospheric corrosion is presented. The effect of alloying elements on steel durability and properties of patina formed on the surface is described. A discussion on the impact of the industrial, rural and marine atmosphere on the rate of patina formation and its composition is presented. The examples of attempts to establish the kinetics of patina growth during field expositions are given. The review is completed with describing of the methods of prediction the corrosion losses of weathering steel in relation to atmospheric parameters, which significantly affect corrosion process. COR-TEN, weathering steel, atmospheric corrosion, patina 15 Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa INŻYNIERIA POWIERZCHNI NR