Erosion-oxidation behavior of thermal sprayed Ni20Cr alloy and WC and Cr3C2 cermet coatings

Kunioshi, Clarice Terui; Corrêa, Olandir Vercíno; Ramanathan, Lalgudi Venkataraman

doi:10.1590/s1516-14392005000200005

Cited by 14 publications

(4 citation statements)

References 18 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Based on the microhardness, the elastic modulus values and the lengths of the cracks emanating from the hardness indents, fracture toughness of the coatings were determined 22,61,62 . The erosion-oxidation (E-O) tests were performed in a rig where coated samples were rotated through a fluidized bed of alumina particles (210 µm) inside a furnace 63,64 . The E-O tests were carried out for 5 hours at room temperature, 450, 700 and 800 ºC.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

High Temperature Erosion-oxidation Resistance of Thermally Sprayed Nanostructured Cr3C2-25(Ni-20Cr) Coatings

et al. 2017

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

This study reports the high temperature erosion-oxidation (E-O) behavior of conventional and nanostructured Cr 3 C 2 -25(Ni-20Cr) coatings prepared by high velocity oxygen fuel (HVOF) spraying. As-received and nanostructured Cr 3 C 2 -25(Ni-20Cr) powders with mean crystallite sizes of 145 nm and 50 nm respectively, were used to prepare 120 -200 μm thick coatings on AISI 310 samples. The E-O behavior of the coatings prepared with the as-received (AR) and nanostructured (NS) powders was determined as weight change in a custom designed rig at room temperature, 450, 700 and 800 ºC. The Vickers microhardness, Young's Modulus and fracture toughness of the AR and NS coatings were determined, and the NS coatings exhibited higher values compared with the AR coatings. The E-O resistance of the NS coating was higher than that of AR coating at all temperatures, and particularly at 800 ºC. The increase in E-O resistance of the NS coatings is due to its superior mechanical properties as well as to the presence of some heterogeneities in the AR coatings. The E-O mechanisms of both types of the coatings are discussed, with special attention to that at high temperatures. The results suggest that at 800 ºC the E-O process is controlled by erosion of the oxide.

show abstract

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

High Temperature Erosion-oxidation Resistance of Thermally Sprayed Nanostructured Cr3C2-25(Ni-20Cr) Coatings

et al. 2017

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Reakcí těchto dvou oxidů navíc vzniká spinel NiCr 2 O 4 . Při vysokých koncentracích chromu v matrici je oxidická vrstva tvořena pouze Cr 2 O 3 [4,7]. V průběhu oxidace vznikají ve vrstvě pnutí, a to tahová vlivem transformace Cr 3 C 2 na karbidy s vyšší hustotou (Cr 7 C 3 , Cr 23 C 6 ), i tlaková způsobená objemovou expanzí karbidu Cr 3 C 2 na oxid Cr 2 O 3 (objemový poměr vzniklého Cr 2 O 3 ku spotřebovanému Cr 3 C 2 je asi 1,6).…”

Section: úVodunclassified

Degradace Cr3C2–NiCr povlaku připraveného technikou HVOF / Degradation of Cr3C2-NiCr coating prepared by the HVOF technique

Rapouch¹

2013

Koroze a Ochrana Materiálu

View full text Add to dashboard Cite

82 ÚVODTechnika HVOF (High Velocity Oxygen Fuel) je způsob povlakování, při kterém je materiál ve formě prášku pomocí nosného plynu vstřikován do spalovací komory. Zde dochází k natavení některých složek a vý-raznému urychlení pohybu směrem k povlakované součásti. HVOF povlaky na bázi Cr 3 C 2 -NiCr se používají především pro zvýšení tvrdosti a otěruvzdornosti za zvýšených teplot, kdy vykazují velmi vysokou strukturní stabilitu a odolnost proti oxidaci [1]. Zatímco matrice NiCr zajišťuje povlaku dostatečnou korozní odolnost, jeho otěruvzdornost je dána primárně karbidickými částicemi. Povlak Cr 3 C 2 -NiCr je ve standardním stavu tvořen nanokrystalickou až amorfní matricí NiCr, karbidy, nízkým obsahem Cr 2 O 3 (vzniklých přímou reakcí chromu s kyslíkem během HVOF procesu), póry a často také malými trhlinami [2]. Nanesený HVOF povlak má vysokou hustotu a porozitu pod úrovní 1 %. Kromě karbidu Cr 3 C 2 bývají v povlaku přítomné také karbidy Cr 7 C 3 a Cr 23 C 6 vzniklé transformací původního Cr 3 C 2 . Velkou výhodou těchto povlaků je podobný koefi cient roztažnosti železa a karbidu Cr 3 C 2 [3,4].Během provozu za zvýšených teplot dochází k oxidaci a v povlaku se tvoří oxid Cr 2 O 3 . Předpokládá se, že Cr 2 O 3 částečně zpomaluje oxidaci podkladového materiálu blokováním přístupu reaktivních složek prostředí směrem k podkladu [5]. Oxid Cr 2 O 3 vzniká jak oxidací karbidu Cr 3 C 2 , tak i chromu z matrice povlaku. Přednostní oblastí pro difúzi kyslíku a následnou vnitřní oxidaci uvnitř povlaku jsou fázová rozhraní Cr 3 C 2 /NiCr [6]. K vytvoření ochranné vrstvy oxidu chromitého je třeba, aby matriční slitina NiCr obsahovala minimálně 10 % Cr. Na slitině NiCr dochází během oxidace za zvý-šených teplot nejdříve ke tvorbě vrstvy NiO, pod níž se postupně vytváří vrstva Cr 2 O 3 . Reakcí těchto dvou oxidů navíc vzniká spinel NiCr 2 O 4 . Při vysokých koncentracích chromu v matrici je oxidická vrstva tvořena pouze Cr 2 O 3 [4,7]. V průběhu oxidace vznikají ve vrstvě pnutí, a to tahová vlivem transformace Cr 3 C 2 na karbidy s vyšší hustotou (Cr 7 C 3 , Cr 23 C 6 ), i tlaková způsobená objemovou expanzí karbidu Cr 3 C 2 na oxid Cr 2 O 3 (objemový poměr vzniklého Cr 2 O 3 ku spotřebovanému Cr 3 C 2 je asi 1,6). K celkovému pnutí v systému zároveň přispívá fakt, že oxid chromitý vzniklý oxidací karbidu Cr 3 C 2 a matrice NiCr má vzhledem k odlišnému mechanismu růstu rozdílnou strukturu [6].V literatuře nebyly zjištěny žádné negativní účinky vysokoteplotní oxidace (bez přítomnosti vodní páry) na kompaktnost a přilnavost HVOF vrstvy.

show abstract

“…At low temperatures, erosion of metal is the dominant process and wastage is said to be "erosion-dominated" 5,14,15 . As the temperature increases, oxide formation increases.…”

Section: Wastage Behavior Of the Steelsmentioning

confidence: 99%

Oxidation and erosion-oxidation behavior of steels

2008

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

The high temperature oxidation and erosion-oxidation (E-O) behavior of steels AISI 1020, 304, 310, and 410 were determined. These steels were selected to evaluate the effect of chromium content on its E-O resistance. The oxidation behavior was determined in a thermogravimetric analyzer. A test rig in which a specimen assembly was rotated through a fluidized bed of erodent particles was used to determine the E-O behavior. Alumina powder (200 µm) was used as the erodent. The E-O tests were carried out in the temperature range 25-600 °C, with average particle impact velocities of 3.5 and 15 ms -1 and impact angle of 90°. The oxidation resistance of the steels increased with chromium content. The E-O behavior of the steels was determined as wastage. The E-O wastage of the steels exposed to particle impact at low velocity was low but increased with temperature above 300 °C. The E-O wastage of the different steels exposed to particle impact at high velocity was quite similar. The wastage increased with increase in temperature above 500 °C. The increases in E-O wastage of the steels observed at temperatures above 300, 400 or 500 °C, depending on the steel, were due mainly to a transition in the dominant wastage process, from 'erosion' to 'erosion-oxidation'.

show abstract

Erosion-oxidation behavior of thermal sprayed Ni20Cr alloy and WC and Cr3C2 cermet coatings

Cited by 14 publications

References 18 publications

High Temperature Erosion-oxidation Resistance of Thermally Sprayed Nanostructured Cr3C2-25(Ni-20Cr) Coatings

High Temperature Erosion-oxidation Resistance of Thermally Sprayed Nanostructured Cr3C2-25(Ni-20Cr) Coatings

Degradace Cr3C2–NiCr povlaku připraveného technikou HVOF / Degradation of Cr3C2-NiCr coating prepared by the HVOF technique

Oxidation and erosion-oxidation behavior of steels

Contact Info

Product

Resources

About