Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Surface modification by flame spraying of composite coatings and comparison of abrasion resistance with S355 and HARDOX 400 steels

Natalia Boćkowska

Abstract

The subject of the work is surface modification by flame spraying of composite coatings and comparison of abrasion resistance with S355 and HARDOX 400 steels. The work consists of three main elements: analysis of the state of the problem, spraying of coatings and then own research. The first part of the paper concerns the review of literature on surfaces. It begins with a general definitione and then describes the concepts related to the coating - types and methods of manufacturing technological surface layers. In this part of the paper other terms related to the surface are also explained. The next part presents the process of flame spraying with the use of various powders. The whole spraying process is described along with the parameters, materials and equipment used. Samples of two steels - S355 and HARDOX 400 - were sprayed. Some of them were melted after the spraying process. Our own research is a scientific part, on the basis of which it was possible to determine the abrasion resistance of individual coatings made of powders 349 - 456 NiCrBSi and aluminum oxide. The wear and tear of coatings was tested in accordance with ASTM G65. The samples were subjected to macroscopic and microscopic tests, microhardness measurements and SEM structure examination. Macroscopic investigations allowed to determine the differences in the roughness of the sprayed coatings and to change the colour of the newly formed coating depending on the powder used. The observation of the microstructure allowed to determine that the obtained structure is inhomogeneous and layered, with carbides of various sizes and porosity. The porosity of the coatings depends on the material that was used during spraying. Microhardness measurements showed that the coatings sprayed have a microhardness about 250 µm - 300 µm higher than that of the native material. The subcoating appearing in aluminum oxide coated samples has low microhardness. The use of a scanning microscope allowed for more accurate observation of the surface and morphology of the samples. Thanks to this microscope it was possible to precisely determine the chemical composition of the analysed samples.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Natalia Boćkowska (FPE) Natalia Boćkowska,, Faculty of Production Engineering (FPE)
Title in Polish
Modyfikacja powierzchni przez natryskiwanie płomieniowe powłok kompozytowych i porównanie odporności na ścieranie ze stalami S355 i HARDOX 400
Supervisor
Jerzy Jakubowski (FPE/IoMP) Jerzy Jakubowski,, The Institute of Manufacturing Processes (FPE/IoMP)Faculty of Production Engineering (FPE)
Certifying unit
Faculty of Production Engineering (FPE)
Affiliation unit
The Institute of Manufacturing Processes (FPE/IoMP)
Study subject / specialization
, Zarządzanie i Inżynieria Produkcji
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
07-02-2019
Issue date (year)
2019
Reviewers
Andrzej Kolasa (FPE/IoMP) Andrzej Kolasa,, The Institute of Manufacturing Processes (FPE/IoMP)Faculty of Production Engineering (FPE) Jerzy Jakubowski (FPE/IoMP) Jerzy Jakubowski,, The Institute of Manufacturing Processes (FPE/IoMP)Faculty of Production Engineering (FPE)
Keywords in Polish
Natryskiwanie płomieniowe, powłoka, mikroskop, twardościomierz.
Keywords in English
Flame spraying, coating, microscope, hardness tester.
Abstract in Polish
Tematem pracy jest modyfikacja powierzchni przez natryskiwanie płomieniowe powłok kompozytowych i porównanie odporności na ścieranie ze stalami S355 i HARDOX. Praca składa się z trzech głównych elementów: analizy stanu zagadnienia, natryskiwania powłok a następnie badań własnych. Pierwsza część pracy dotyczy przeglądu literatury z zakresu powierzchni. Rozpoczyna się od ogólnej definicji, a później opisywane są pojęcia związane z powłoką – rodzajami oraz metodami wytwarzania technologicznych warstw powierzchniowych. W tym fragmencie pracy wyjaśnione są również inne pojęcia związane z powierzchnią. Kolejna część przedstawia sam proces natryskiwania płomieniowego z wykorzystaniem różnych proszków. Opisano cały proces natryskiwania wraz z użytymi parametrami, materiałami oraz urządzeniami. Natryskiwane były próbki dwóch stali – S355 oraz HARDOX 400. Niektóre z nich po procesie natryskiwania były przetapiane. Badania własne to część badawcza, na podstawie której możliwe było określenie ścieralności poszczególnych powłok wytworzonych z proszków 349 – 456 NiCrBSi oraz tlenku glinu. Badanie zużycia powłok było przeprowadzane zgodnie z normą ASTM G65. Próbki poddawane były badaniom makroskopowym, mikroskopowym, pomiarom mikrotwardości oraz badaniu struktury za pomocą SEM. Badania makroskopowe pozwoliły na określenie różnić chropowatości natryskiwanych powłok oraz zmianę barwy nowo powstałej powłoki w zależności od użytego proszku. Obserwacja mikrostruktury pozwoliła na określenie, że uzyskana struktura jest niejednorodna, warstwowa oraz występują w niej węgliki różnej wielkości i częściowej porowatości. Porowatość powłok zależy od metody oraz materiału natryskiwanego. Pomiary mikrotwardości pokazały, że natryskiwane powłoki mają o ok. 250 µm – 300 µm większą mikrotwardość od materiału rodzimego. Podpowłoka pojawiającą się w próbkach pokrytych powłoką z tlenku glinu ma niską mikrotwardość. Zastosowanie mikroskopu skaningowego pozwoliło na dokładniejszą obserwację powierzchni oraz morfologii próbek. Dzięki niemu możliwe było dokładne określenie składu chemicznego analizowanych próbek.
File
  • File: 1
    Praca_inżynierska_1111744.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 31943

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT8686f8d3a5bb47b79ec5949fa0b3d561/
URN
urn:pw-repo:WUT8686f8d3a5bb47b79ec5949fa0b3d561

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page