The Influence of Powder Composition and Hydrogen Consumption on the Structural, Corrosion and Tribological Characteristics of Fe-Cr-Al Coatings Obtained by Air Plasma Spraying

2025

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/ma18235395
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Fe-Cr-Al coatings were obtained by air plasma spraying (APS) from 85Fe-12Cr-3Al and 68Fe-26Cr-6Al powders at two hydrogen flow rates (8 and 13 L/min), which resulted in four deposition regimes (A1, A2, B1, B2). Stainless steel 20Kh13 (equivalent to AISI 420) was used as the substrate material. The microstructure of the coatings has a typical lamellar layering with molten and semi-molten particles. When the hydrogen flow rate is increased to 13 L/min, a denser and more homogeneous structure with reduced porosity is observed. X-ray phase analysis revealed the presence of metal and oxide phases (Fe,Cr), Fe3O4, FeO, Fe2+Cr2O4, which indicates partial oxidation of particles during the spraying process and stabilization of the structure. Electrochemical tests in 3.5% NaCl solution showed that the 85Fe-12Cr-3Al coatings are characterized by a corrosion potential of Eo ≈ −0.60…−0.67 V, a corrosion current density of io = (2.6–4.7) × 10−5 A/cm2, and a corrosion rate of 0.30–0.55 mm/year, whereas the 68Fe-26Cr-6Al coatings exhibit lower values of io = (1.4–2.9) × 10−5 A/cm2 and a corrosion rate of 0.17–0.34 mm/year, indicating the formation of a denser protective oxide film (Cr2O3 + Al2O3) and enhanced surface passivation. Tribological tests showed that 85Fe-12Cr-3Al coatings demonstrate more stable friction compared to 68Fe-26Cr-6Al, while for regime B2, after 180 m, an increase in the friction coefficient is observed, caused by brittleness and the local destruction of the oxide film. A comprehensive analysis of the results showed that increasing the hydrogen consumption to 13 L/min improves the density and corrosion–tribological characteristics of the coatings.