Comparison of mechanical properties of the plasma sprayed coatings by powder and suspension
Article Sidebar
Main Article Content
Abstract
In this work the two methods of plasma spraying have been compiled (powder and suspension ones) and a comparison of selected mechanical properties was made. Feeding material was yttria stabilized zirconia. The coatings were obtained with similar parameters. The studies of mechanical properties included: hardness measurements by instrumented indentation tests, investigations of elastic modulus, calculation of fracture toughness (KIc) and an ability of coatings delamination investigations by interface indentation test, IIT. Obtained results proved advantage of utility parameters of the coatings sprayed by suspension.
in polish
Porównanie właściwości mechanicznych powłok natryskiwanych plazmowo proszkowo i z zawiesin
W artykule zestawiono dwie metody natryskiwania plazmowego (proszkowego oraz z zawiesin) oraz dokonano porównania wybranych właściwości mechanicznych. Materiałem na powłoki był tlenek cyrkonu stabilizowany tlenkiem itru. Powłoki zostały naniesione ze zbliżonymi parametrami. Wyznaczenie właściwości mechanicznych obejmowało: pomiary twardości instrumentalnej, określenie modułu sprężystości podłużnej, wyznaczenie odporności na kruche pękanie (KIc) oraz wykorzystanie metody IIT (ang. Interface Indentation Test) w celu określenia wrażliwości powłok do delaminacji. Otrzymane wyniki wykazały przewagę parametrów użytkowych powłok natryskanych z zawiesin.
Downloads
Article Details
Creative Commons CC BY 4.0 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Welding Technology Review (WTR) articles are published open access under a CC BY licence (Creative Commons Attribution 4.0 International licence). The CC BY licence is the most open licence available and considered the industry 'gold standard' for open access; it is also preferred by many funders. This licence allows readers to copy and redistribute the material in any medium or format, and to alter, transform, or build upon the material, including for commercial use, providing the original author is credited.
References
Erickson L.C., Hawthorne H.M., Troczyński T.: Correlations between microstructural parameters, micromechanical properties and wear resistance of plasma sprayed ceramic coatings, Wear, vol. 250, 2001, pp. 569-575.
Holmberg K., Matthews A.: Coatings tribology, Amsterdam, Elsevier, 1998.
Houdkova S., Kasparova M.: Experimental study of indentation fracture toughness in HVOF sprayed hardmetal coatings, Engineering Fracture Mechanics, vol. 110, 2013, pp. 468-476.
Chicot D., Duarte G., Tricoteaux A., Jorgowski B., Leriche A., Lasage J.: Vickers indentation fracture (VIF) modeling to analyze multi-cracking toughness of titania, alumina and zirconia plasma sprayed coatings, Materials Science Engineering A, vol. 527, 2009, pp. 65-76.
Chicot D., Demarecaux P., Lesage J.: Apparent interface toughness of substrate and coating couples from indentation test, Thin Solid Films, vol. 283, 1996, pp. 151-157.
Demarecaux P., Chicot D., Lesage J.: Interface indentation test for the determination of adhesive properties of thermal sprayed coatings, Journal of Materials Science Letters, vol. 15 (16), 1996, pp. 1377-1380.
PN-EN ISO 10088-1:2014-12: Stale odporne na korozję Część 1: Wykaz stali odpornych na korozję.
Sokołowski P., Łatka L., Ambroziak A.: Badania mikrostruktury oraz wybranych właściwości powłok stabilizowanego tlenku cyrkonu wytwarzanych metodą natryskiwania plazmowego z zawiesin, Przegląd Spawalnictwa, vol. 86 (6), 2014, s. 48-54.
Sokołowski P., Łatka L., Kozerski S.: Nowe możliwości wytwarzania powłokowych barier cieplnych metodą natryskiwania plazmowego z zawiesin, Przegląd Spawalnictwa, vol. 87 (3), 2015, s. 40-47.
Olivier W.C., Pharr G.M.: An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments, Journal of Materials Research, vol. 7, 1992, pp. 1564-1583.
Łatka L., Kozerski S., Pawłowski L., Chicot D.: Właściwości mechaniczne powłok hydroksyapatytu natryskiwanych plazmowo z zawiesin, Przegląd Spawalnictwa, vol. 84 (9), 2012, s. 73-78.
Chicot D., Tricoteaux A.: Mechanical Properties of Ceramics by Indentation: Principle and Applications, in: Ceramic Materials, ed. W. Wunderlich, pp. 115-153.
Pędzich Z., Piekarczyk J., Stobieralski L., Szutkowska M., Walat E.: Twardość Vickersa i odporność na kruche pękanie wybranych kompozytów ceramicznych, Kompozyty, vol. 3 (7), 2003, s. 296-300.
PN-87 H-04335: Metoda badania odporności na pękanie w płaskim stanie odkształcenia, 1987.
Pampuch R.: Materiały ceramiczne, Warszawa, PWN, 1988.
Palmqvist S.: Occurence of crack formation during Vickers indentation as a measure of the toughness of hard metals, Arch. Eisenhuttenwes., vol. 33 (6), 1962, pp. 629-633.
Blicharski M.: Inżynieria materiałowa, Warszawa, WNT, 2014.
Munz D., Felt T.: Ceramicy: mechanical properties, failure behaviour, materials selection, Berlin, Heidelberg, New York, Springer Yerlag, 1999.
Niihara K.: A fracture mechanics analysis of indentation-induced Palmqvist crack in ceramics, Journal of Materials Science Letters, vol. 2, 1983, pp. 221-223.
Anstis G.R., Chantikul P., Lawn B.R., Marshall D.B.: A critical evaluation of indentation techniques for measuring fracture toughness: I, Direct crack measurements, Journal of the American Ceramic Society, vol. 64 (9), 1981, pp. 533-538.
Lesage J., Chicot D.: Models for hardness and adhesion of coatings, Surface Engineering, vol. 15 (6), 1999, pp. 447-453.
Yamazaki Y., Arai M., Miyashita Y., Waki H., Suzuki M.: Determination of interfacial fracture toughness of thermal spray coatings by indentation, Journal of Thermal Spray Technology, vol. 22 (8), 2013, pp. 1358-1365.
PN-EN ISO 14577-4:2017-02: Metale Instrumentalna próba wciskania wgłębnika do określania twardości i innych własności materiałów Część 4: Metoda badania metalowych i niemetalowych powłok.
Fabijanic T.A., Coric D., Musa M.S., Sakoman M.: Vickers indentation fracture toughness of near-nano and nanostructured WC-Co cemented carbides, Metals, vol. 143 (7), 2017 (www.mdpi.com/journal/metals).
Boniecki M.: Wyznaczanie odporności na kruche pękanie ceramiki korundowej i korundowo-cyrkonowej metodą wprowadzania kontrolowanych pęknięć wstępnych wgłębnikiem Vickersa, Materiały Elektroniczne, vol. 22 (3), 1994, s. 34-51.