Vojnotehnički Glasnik (Apr 2015)
Mehanička svojstva i mikrostruktura vakuum plazma naprskane Cr3C2 - 25(Ni20Cr) prevlake / Mechanical properties and microstructure of vacuum plasma sprayed Cr3C2 – 25(Ni20Cr) coatings / Механические свойства и микроструктура покрытия Cr3C2 - 25(Ni20Cr) нанесенного методом вакуумного плазменного напыления
Abstract
U radu je analizirana vakuum plazma sprej prevlaka VPS – Cr3C2 - 25(Ni20Cr). Upotrebljen je komercijalni prah oznake Sulzer Metco Woka 7205. Prah je deponovan sa plazma pištoljem F4 na odstojanju substrata od 340 mm. Glavni cilj rada bio je da se na smanjenom pritisku inertnog gasa Ar eliminiše razgradnja primarnog karbida Cr3C2 u karbid Cr23C6 koji bitno umanjuje mikrotvrdoću i mehaničke karakteristike prevlake. Prevlaka je deponovana debljine od 100 do 120 µm na čeličnom substratu. Mikrotvrdoća prevlake ispitana je metodom HV0.3. Vrednosti mikrotvrdoće bile su u rasponu od 1248 do 1342 HV0.3. Čvrstoća spoja prevlake ispitana je metodom na zatezanje. Utvrđeno je da čvrstoća spoja između substrata i prevlake ima vrednost 89 MPa. Mikrostruktura prevlake ispitana je tehnikom svetlosne mikroskopije. Struktura prevlake sastoji se od osnove NiCr legure sa dominantnom primarnom karbidnom fazom Cr3C2. Pored Cr3C2 faze prisutna je i faza Cr7C3. Nagrizanje prevlake urađeno je reagensom 1HNO3: 4HCl: 4H2O koji prvenstveno rastvara Ni da bi se videla raspodela karbidne faze u prevlaci. Nagrizanjem prevlake reagensom utvrđeno je da je u slojevima prevlake u velikom udelu prisutna primarna nerazgrađena karbidna faza Cr3C2 koja prevlaci daje visoke vrednosti mikrotvrdoće. / This paper analyzes vacuum plasma spray VPS - Cr3C2 - 25(Ni20Cr) coatings. Commercial powder marked Sulzer Metco Woka 7205 is used. The powder is deposited with a plasma gun F4 at a distance of 340 mm from the substrate. The main objective of the study was to eliminate, at the reduced pressure of inert gas Ar, the degradation of primary Cr3C2 carbide into Cr23C6 carbide which significantly reduces the microhardness and mechanical properties of the coating. The coating is deposited with a thickness of 100 - 120 µm on a steel substrate. The microhardness of the coating was tested by HV0.3. The microhardness values were in the range of 1248 - 1342 HV0.3. The bond strength of the coating was tested by tension. It was found that the bond strength between the substrate and the coating has a value of 89 MPa. The microstructure of the coating was tested by the light microscopy technique. The structure of the coating consists of an NiCr alloy base with a dominant primary Cr3C2 carbide phase. In addition to the Cr3C2 phase, the Cr7C3 phase is also present. The coating etching was done with the reagent 1HNO3 : 4HCl : 4H2O that primarily dissolves nickel to enable the distribution of the carbide phase to be clearly seen in the coating. Etching the coating with this reagent revealed the presence of the largely undegraded primary Cr3C2 carbide phase which provides high hardness values to the coating. / В данной работе анализируется метод вакуумного плазменного напыления покрытия Cr3C2 - 25(Ni20Cr) с использованием промышленного порошкового состава Sulzer Metco Woka 7205 при применении плазматрона F4 на расстоянии 340мм от основания. Основной целью работы является проверка утверждения, что при пониженном давлении инертного газа исключается распад первичного карбида Cr3C2 до карбида Cr23C6, который значительно снижает микротвердость и механические свойства. Покрытие толщиной 100 – 120 µm наносилось на стальное основание. Испытания покрытия на микротведость проводились по методу HV0.3. Значения показателей микротвердости находятся в промежутке 1248 - 1342 HV0.3. Испытание адгезии покрытия к основанию проводилось методом натяжения, полученное в результате испытания значение составляет 89 MPa. Изучение микроструктуры покрытия, методом световой микроскопии показало, что покрытие состоит из основного сплава NiCr с преобладанием первичной карбидной фазы Cr3C2 и присутствием фазы Cr7C3. Травление покрытия проводилось с использованием реагента 1HNO3: 4HCl: 4H2O, растворяющего в первую кочередь никель, что позволяет увидеть распределение карбидной фазы в покрытии. Травление покрытия показало, что в слое преобладает карбидная фаза Cr3C2, обеспечивающая высокое значение микротвердости покрытия.
Keywords
