Notice: Undefined index: linkPowrot in C:\wwwroot\wwwroot\publikacje\publikacje.php on line 1275
Publikacje
Pomoc (F2)
[33844] Artykuł:

Composite gamma-Ni+gamma’/Ni coatings on iron transformed from electrodeposited Ni and sediment co-deposited Ni+Al films

(Warstwy kompozytowe ?-Ni+?'/Ni na podłożu żelaza ARMCO wytwarzane na drodze transformacji galwanicznych warstw Ni oraz Ni+Al)
Czasopismo: Kompozyty   Tom: 11, Zeszyt: 2, Strony: 168-173
ISSN:  1641-8611
Opublikowano: 2011
 
  Autorzy / Redaktorzy / Twórcy
Imię i nazwisko Wydział Katedra Procent
udziału
Liczba
punktów
Marek Konieczny orcid logoWMiBMKatedra Technik Komputerowych i Uzbrojenia**1007.00  

Grupa MNiSW:  Publikacja w recenzowanym czasopiśmie wymienionym w wykazie ministra MNiSzW (część B)
Punkty MNiSW: 7


Web of Science LogoYADDA/CEON    
Słowa kluczowe:

warstwa kompozytowa -Niapos  współosadzanie sedimentacyjne  wyżarzanie  utlenianie 


Keywords:

-Niapos  composite coating  sediment co-deposition  annealing  oxidation 



Streszczenie:

Warstwy kompozytowe Ni+Al/Ni na podłożu żelaza ARMCO zostały wytworzone metodą składającą się z dwóch etapów: konwencjonalnego osadzania galwanicznego warstw niklowych oraz współ osadzania sedymentacyjnego warstw Ni+Al. Zawartość aluminium w osadzanych warstwach wynosiła około 25% objętości. Morfologia oraz skład uzyskanych warstw były badane przy użyciu mikroskopu optycznego NEOPHOT 2, mikroskopu skaningowego JEOL JMS 5400 oraz mikroanalizatora rentgenowskiego ISIS 300 Oxford Instruments. Podczas obserwacji uzyskanych warstw Ni+Al/Ni nie stwierdzono występowania pęknięć, porowatości oraz innych defektów. Twardość warstw Ni+Al wynosiła około 240 HV, podczas gdy twardość warstw galwanicznych z czystego niklu wynosiła 220 HV. Zbadano wpływ obróbki cieplnej na formowanie się faz. Warstwy Ni+AI/Ni były przekształcane w warstwy kompozytowe Υ-Ni+Υ'/Ni podczas wygrzewania w próżni w temperaturze 600°C przez 2 godziny oraz następnie w temperaturze 900°C przez 3 godziny pod naciskiem (ciśnienie prasowania około 1 MPa). Po obróbce cieplnej uzyskano nieporowate kompozytowe powłoki zawierające roztwór stały Υ-Ni oraz fazę między metaliczną Υ'(Ni3Al). Zastosowana warstwa niklu skutecznie zablokowała dyfuzję pomiędzy podłożem z żelaza ARMCO oraz cząstkami aluminium i dlatego w badanych próbkach nie stwierdzono występowania kruchych faz z układu Fe-Al. Twardość warstwy Υ-Ni+Υ' uzyskanej w wyniku syntezy faz wynosiła około 280 HV. Po teście wyżarzania w atmosferze utleniającej zauważono spadek twardości w wierzchnim obszarze warstwy do około 250 HV, co wynikało ze zmniejszenia się ilości fazy y"Υ'. Na głębokości około 15 µm zaobserwowano skokowy wzrost twardości do około 320 HV i stwierdzono w tym obszarze występowanie warstwy składającej się z tlenku aluminium.




Abstract:

Ni+AI/Ni composite coatings on an iron substrate were successfufly deyeloped via two-step technology: conventional electrodeposition (CED) and sediment co-deposition (SCD). The Al content produced in the composite coatings was about 25 vol. %. The coating morphology and composition were characterised using light optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM - JEOL JMS 5400) and electron probe microanalysis (EDS - ISIS 300 Oxford Instruments). No cracking, porosity or other defects were obseryed in the Ni+AI/Ni coating microstructure. The hardness of the Ni+Al coating was about 240 HV, whereas the hardness of the pure Ni interlayer coating was only 220 HV. The effect of heat treatment under pressure on coating phase formatlon was studied. The Ni+AI/Ni coatings were conyerted into γ-Ni+γ'/Ni coatings by yacuum annealing at 600°C for 2 h and subsequent at 900°C for 3 h under uniaxial pressure of 1 MPa. Full-density composite coatings were ob tained. The nickel interlayer was successfully employed to block the mutual diffusion between the iron substrate and alumi nium and therefore bard and brittle Fe-Al intermetallics were not formed. The hardness of the reaction-formed γ-Ni+γ' layer was about 280 HV. The hardness near the surface after oxidation tests decreased to about 250 HV, which was attributed to the depletion of the γ' phase. A hardness peak of about 320 HV appeared about 15 µm within the outer layer, where the alumina continuos Iayer was reyea The results of the mieroindentation hardness measurements were in accordance with the results of the SEM and EDS analysis.



B   I   B   L   I   O   G   R   A   F   I   A
[1] Yiswanathan M., Ghouse M., Occlusion plating of nickel -graphite composite, Metal Finishing 1979, 77, 67-69.
[2] Wang S. C., Wei W. C .J., Kinetics of electroplating process of nano-sized ceramic particle/Ni composite, Materials Chemistry and Physics 2003, 78, 574-580.
[3] Szeptycka B., Hybrydowe niklowe powłoki elektrochemiczne Ni-SiC-PTFE, Kompozyty (Composites) 2001, 2, 137-140.
[4] Trzaska M., Kucharska B., Wpływ gęstości prądu i składu kąpieli na właściwości warstw kompozytowych Ni/PTFE, Kompozyty (Composites) 2008, 8, 77-81.
[5] Bazzard R., Boden P.J., Nickel-chromium alloys by co-deposition: Part I. Co-deposition of chromium particles in a nickel matrix, Transactions of the Institute of Metal Finishing 1972, 50, 63-69.
[6] Honey F. J., Kedward E. C., Wride V., The development of electrodeposits for high-temperature oxidation/corrosion resistance, Journal of Vacuum Science and Technology 1986, 4, 2593-2597.
[7] Susan D. F., Marder A. R., Ni-Al composite coatings: diffusion analysis and coating lifetime estimation, Acta Materalia 2001, 49, 1153-1163.
[8] Konieczny M., Mola R., Properties of Ni-intermetallic phases coating deposited on C45 steel, Hutnik - Wiadomości Hutnicze 2004, 7-8, 362-363.
[9] Yang X., Peng X., Wang F., Size effect of Al particles on structure and oxidation of Ni/Ni3Al Composites transformed
from electrodeposited Ni-Al films, Scripta Materialia 2007, 56, 509-512.
[10] Zhou Y. B., Zhao G. G., Zhang H. J., Zhang Y. C., Qian B. Y., Effect of CeO2 on the microstructure and isothermal oxidation of Ni-Al alloy coatings transformed from electrodeposited Ni-Al films at 800°C, Yacuum 2009, 83, 1333-1339.
[11] Alman D. E., Dogan C. P., Hawk J., Rawers J. C., Processing, structure and properties of metal-intermetallic layered composites, Materials Science and Engineering A 1995, 192-193, 624-632.
[12] Wang H., Han J., Du S., Northwood D. O., Reaction synthesis of nickel/aluminide multilayer composites using Ni and Al foils: microstructures, tensile properties and deformation behaviour, Metallurgical and Materials Transactions 2007, A38, 409-419.
[13] Varma A., Lebrat J. P., Combustion synthesis of advanced materials, Chemical Engineering Science 1992, 47, 2179-2194.
[14] Liu H., Chen W., Electrodeposited Ni-Al composite coatings with high Al content by sediment codeposition, Surface and Coating Technology 2005, 191, 341-350.
[15] Baker H., ASM Handbook, Materials Park, OH, 3, 249.
[16] Eleno L., Frisk K., Schneider A., Assessment of the Fe-Ni-Al system, Intermetallics 2006, 14, 1276-1290.
[17] Izaki M., Fukusumi M., Enomoto H., Omi T., Nakayama Y., High-temperature oxidation resistance of Ni-Al films prepared by heating electrodeposited composite, Journal of Japan Institute of Metals 1993, 57, 182-189.
[18] Qiu, Y. Y., Retarded coarsening phenomenon of y&apos
particles in Ni-based alloy, Acta Materialia 1996,44,4969-4980.
[19] Susan D. F., Barmak K., Marder A. R., Electrodeposited Ni-Al particle composite coatings, Thin Solid Films 1997, 307, 133-140.