• čeština
    • English
  • English 
    • čeština
    • English
  • Login
View Item 
  •   Repository Home
  • Publikační činnost pracovníků VUT v Brně
  • Fakulta strojního inženýrství
  • Ústav materiálových věd a inženýrství
  • View Item
  •   Repository Home
  • Publikační činnost pracovníků VUT v Brně
  • Fakulta strojního inženýrství
  • Ústav materiálových věd a inženýrství
  • View Item
JavaScript is disabled for your browser. Some features of this site may not work without it.

Influence of Cold-Sprayed, Warm-Sprayed and Plasma Sprayed Layers Deposition on Fatigue Properties of Steel Specimens

Vliv vrstev nanesených technologiemi studeného, středně-teplotního a plazmového nanášení na vysokocyklové únavové vlastnosti ocelových vzorků

Thumbnail
View/Open
dspaceArticle.pdf (9.669Mb)
Date
2015-03-10
Author
Čížek, Jan
Matějková, Michaela
Dlouhý, Ivo
Šiška, Filip
Kay, Charles
Karthikeyan, Jeganathan
Kuroda, Seiji
Kovářík, Ondřej
Siegl, Jan
Loke, Kelvin
Khor, Khiam Aik
Alternative metrics PlumX
http://hdl.handle.net/11012/56946
Altmetrics
10.1007/s11666-015-0240-4
http://hdl.handle.net/11012/56946
http://hdl.handle.net/11012/56946
Metadata
Show full item record
Abstract
Titanium powder was deposited onto steel specimens using four thermal spray technologies: plasma spray, low-pressure cold spray, portable cold spray, and warm spray. The specimens were then subjected to strain controlled cyclic bending test in a dedicated in-house built device. The crack propagation was monitored by observing the changes in the resonance frequency of the samples. For each series, the number of cycles corresponding to a pre-defined specimen cross-section damage was used as a performance indicator. It was found that the grit-blasting procedure did not alter the fatigue properties of the steel specimens (1% increase as compared to as-received set), while the deposition of coatings via all four thermal spray technologies significantly increased the measured fatigue lives. The three high-velocity technologies led to relative lives increase of 234% (low-pressure cold spray), 210% (portable cold spray), and 355% (warm spray) and the deposition using plasma spray led to an increase of relative lives to 303%. The observed increase of high-velocity technologies (cold and warm spray) could be attributed to a combination of homogeneous fatigue resistant coatings and induction of peening stresses into the substrates via the impingement of the high-kinetic energy particles. Given the intrinsic character of the plasma jet (low-velocity impact of semi/molten particles) and the mostly ceramic character of the coating (oxides, nitrides), a hypothesis based on non-linear coatings behavior is provided in the paper.
 
Titanový prášek komerční čistoty byl nanesen na ocelové substráty pomocí čtyř technologií: plazmovým nanášením, nízkotlakým a přenosným studeným kinetickým nanášením a středně-teplotním nanášením. Vzorky byly posléze podrobeny únavovému testování cyklickým ohybem s kontrolovanou výchylkou volného konce na vlastnoručně sestaveném zařízení. Pomocí změn v rezonanční frekvenci těles byl sledován průběh šíření trhlin. Počet cyklů při dosažení stanoveného porušení průřezu vzorku byl hodnocen jako ukazatel únavové odolnosti. Bylo zjištěno, že u ocelových substrátů nemá otryskání povrchu významný vliv na únavovou životnost vzorků (zvýšení pouze 1%), zatímco nanesení nástřiků všemi technologiemi způsobilo její významný nárůst. Tři vysokorychlostní technologie vedly ke zvýšení životnosti o 234% (nízkotlaké kinetické nanášení), 210% (přenosné kinetické nanášení) a 355% (středně-teplotní nanášení) a depozice za použití plazmového nanášení vedla ke zvýšení relativní životnosti o 303%. Nárůst životnosti u vysokorychlostních metod (studené a středně-teplotní nanášení) je pravděpodobně způsoben přítomností relativně homogenních únavově odolných vrstev a též vznikem kompresivních napětí v substrátech dopadem vysokoenergetických částic. Vzhledem k typickému charakteru vrstev nanesených plazmovým hořákem (tj. nízkorychlostní dopad částečně nebo zcela natavených částic) a jejich převážně keramickému charakteru (oxidy, nitridy), je v článku navrženo vysvětlení založené na nelineárním chování nástřiků.
 
Keywords
Studené nanášení, středně-teplotní nanášení, plazmové nanášení, tryskání, titan, únava, zbytková napětí, Cold spray, warm spray, plasma spray, grit-blast, titanium, fatigue, residual stresses
Persistent identifier
http://hdl.handle.net/11012/56946
Document type
Peer reviewed
Document version
Postprint
Source
JOURNAL OF THERMAL SPRAY TECHNOLOGY. 2015, vol. 24, issue 5, p. 758-768.
http://link.springer.com/article/10.1007/s11666-015-0240-4
DOI
10.1007/s11666-015-0240-4
Collections
  • Ústav materiálových věd a inženýrství [45]
Citace PRO

Related items

Showing items related by title, author, creator and subject.

  • Únavové vlastnosti materiálů s ochrannými vrstvami nanesenými technologiemi žárového nanášení 

    Matějková, Michaela
    Na nízkouhlíkové ocelové vzorky byl žárovými technologiemi nanesen titanový prášek. Byly použity technologie plasma, cold (USA, Singapur) a warm spray (označované PS, CS-U, CS-S, WS). Cílem bylo porovnat vliv jednotlivých ...
  • Využití povrchových úprav v současné technické praxi 

    Červinka, Martin
    Bakalářská práce se zabývá problematikou povrchových úprav materiálů a jejich základním rozdělením. Detailněji je pak práce zaměřena na technologii vytváření povlaků žárovými nástřiky. Práce shrnuje základní informace o ...
  • Systémy ohřívání pracovního plynu u technologie kinetického nanášení 

    Babinský, Tomáš
    Cílem bakalářské práce je představit systémy ohřívání pracovního plynu u technologie kinetického nanášení. Hlavní částí práce je popis používaných způsobů ohřevu vysokotlakého plynu v současné praxi kinetického nanášení a ...

Portal of libraries | Central library on Facebook
DSpace software copyright © 2002-2015  DuraSpace
Contact Us | Send Feedback | Theme by @mire NV
 

 

Browse

All of repositoryCommunities & CollectionsBy Issue DateAuthorsTitlesSubjectsThis CollectionBy Issue DateAuthorsTitlesSubjects

My Account

LoginRegister

Statistics

View Usage Statistics

Portal of libraries | Central library on Facebook
DSpace software copyright © 2002-2015  DuraSpace
Contact Us | Send Feedback | Theme by @mire NV