Please use this identifier to cite or link to this item: https://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/78378
Or use following links to share this resource in social networks: Recommend this item
Title Structural and Phase Elemental Distribution in Pulsed Plasma Coating Deposited with Cemented Carbide Cathode
Other Titles Структурний і фазово-елементний розподіл у імпульсному плазмовому покритті, отриманому з використанням твердосплавного катоду
Authors Efremenko, V.G.
Chabak, Yu.G.
Shimizu, K.
Pastukhova, T.V.
Espallargas, N.
Fedun, V.I.
Zurnadzhy, V.I.
ORCID
Keywords імпульсно-плазмове нанесення
покриття
твердий сплав
мікроструктура
pulsed-plasma deposition
coating
cemented carbide
microstructure
Type Article
Date of Issue 2020
URI https://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/78378
Publisher Sumy State University
License
Citation Structural and Phase Elemental Distribution in Pulsed Plasma Coating Deposited with Cemented Carbide Cathode [Текст] / V.G. Efremenko, Yu.G. Chabak, K. Shimizu [et al.] // Журнал нано- та електронної фізики. – 2020. – Т. 12, № 3. – 03039. – DOI: 10.21272/jnep.12(3).03039.
Abstract Метою даної роботи є дослідження мікроструктурних особливостей покриття, одержаного імпульсно-плазмовою обробкою з використанням твердого сплаву WC-TiC-Со (Т15К6) у якості розхідного (еродуючого) електрода. Покриття наносили на низьколеговану конструкційну сталь 75Г1 за допомогою електротермічного аксіального плазмового прискорювача з потужністю дугового розряду до 20 МВт. В роботі використали мікроскопічний аналіз (за допомогою скандувальних мікроскопів Quanta FEG 650 FEI та Ultra-55 Carl Zeiss), енергодисперсійну спектроскопію (JED-2300, JEOL) та вимірювання мікротвердості (FM-300, Future-Tech Corp.) при навантаженні 20 г. Було встановлено, що після 10 плазмових імпульсів на поверхні сталі утворилось покриття товщиною 95-125 мм, а між покриттям та основою виник модифікований сталевий шар товщиною 33-40 мкм. Покриття складалось із матриці зі структурою високовуглецевого мартенситу або суміші мартенситу і залишкового аустеніту з мікротвердістю 415-977 HV (середнє значення 707 ± 113 HV). В межах матриці виявлено випадково розташовані глобулярні карбіди, збагачені вольфрамом (W,M)C або титаном (Ti,M)C діаметром 0,1-9,1 мм. Загальна об’ємна частка карбідів становила 15 %. EDS дослідження показало, що карбіди одночасно вміщували як вольфрам, так і титан, тобто вони не були "відірвані" з катоду і перенесені плазмовим потоком, а утворились in situ із рідини при кристалізації покриття. Матеріальний вклад катоду в формування покриття не перевищив 17 %, що пояснюється незначною ерозією твердого сплаву через високу температуру плавлення карбідів WC і TiC. Покриття в основному складалося з продуктів ерозії сталевого електроду (аноду) плазмового прискорювача. Матриця покриття виявилась легованою рядом елементів (W, Ti, Co, Cu), які еродували з поверхні катоду під час його плавлення та випаровування під дією високострумового розряду в камері прискорювача.
The object of this work is to study microstructural features of the coating obtained by pulsed-plasma deposition using cemented carbide WC-TiC-Со as an eroded electrode. The coating was deposited employing an electro-thermal axial plasma accelerator involving a pulse arc discharge with the power reached 20 MW. Cemented carbide (an alloy of T15K6 grade) was used as a tip of the cathode to be eroded under the discharge. The substrate material was low-alloyed structural steel 75Mn1. The investigations included scanning electron microscopy observation (Quanta FEG 650 FEI, Ultra-55 Carl Zeiss), energy-dispersive Xray spectroscopy (JED-2300, JEOL) and microhardness measurement (FM-300, Future-Tech Corp.) under the load of 20 g. It was shown that after 10 plasma impulses the coating of 95-125 µm thick was obtained tightly adjusted to the modified substrate layer. The coating consisted of high-carbon martensite or martensite/retained austenite matrix with a microhardness of 415-977 HV (mean value of 707 ± 113 HV) and of randomly distributed 2.1 vol. % globular carbides (W,M)C and (Ti,M)C of 0.2-8.5 µm diameter. EDS study revealed that the carbides were alloyed with tungsten and titanium both. It allowed to conclude that carbides were not transferred by plasma flux but they crystallized in situ from the melt deposited on the substrate surface. The contribution of cemented carbide to the coating formation was limited by 17 % which was explained by low cemented carbide erosion caused by the high temperature of carbides WC and TiC melting. The coating was mostly composed of the product of the erosion of a steel anode. The matrix was alloyed with the elements (W, Ti, Co, Cu), released from the cathode during its melting/evaporation under the high-current discharge.
Appears in Collections: Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics)

Views

Argentina Argentina
1
Brazil Brazil
1192843
China China
359382
Germany Germany
4675
Greece Greece
70
Ireland Ireland
1276
Japan Japan
212
Lithuania Lithuania
1
Singapore Singapore
1
Spain Spain
1
Sweden Sweden
1
Taiwan Taiwan
1
Ukraine Ukraine
43353
United Kingdom United Kingdom
21678
United States United States
718764
Unknown Country Unknown Country
2385684
Vietnam Vietnam
72

Downloads

Canada Canada
1
China China
1
Denmark Denmark
1
India India
1
Japan Japan
1
Lithuania Lithuania
1
Slovakia Slovakia
1
Switzerland Switzerland
1
Ukraine Ukraine
129994
United Kingdom United Kingdom
1
United States United States
1192842
Unknown Country Unknown Country
1
Vietnam Vietnam
1

Files

File Size Format Downloads
Efremenko_jnep_3_2020.pdf 903 kB Adobe PDF 1322847

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.