Microstructure and properties of laser remelted iron base amorphous coatings

The goal of this research was to increase the wear resistance of elements made of high strength 9% Cr steel by post-spray laser melting of HVOF- sprayed Fe57Cr8Mo12W3C9B11 amorphous alloy coatings. The coatings were laser remelted with certain portion of matrix in order to receive amorphous microstructure of the surface layer, free of porosity and well metalurgically bonded with the matrix. By changing the laser melting process parameters it was possible to control the chemical composition, microstructure and properties of remelted samples. Microstructure of as deposited coatings and laser remelted surface layer was investigated by means of X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM). Investigation showed that using proper laser treatment conditions of coating remelting, it is possible to get amorphous or nanocrystalline surface layer, with high hardness and wear resistance, however with presence of cracks.

---

Celem prezentowanych w pracy badań było zwiększenie odporności na ścieranie stali P91 przez natryskanie na powierzchnię techniką HVOF amorficznej powłoki Fe57Cr8Mo12W3C9B11 oraz jej laserowe przetopienie. Przez zmianę parametrów procesu laserowego przetapiania kontrolowano stopień wymieszania materiału powłoki oraz podłoża, a tym samym wpływano na skład chemiczny i strukturę nowo tworzonej warstwy wierzchniej oraz jej właściwości. W badaniach mikrostruktury wykorzystano obserwacje za pomocą mikroskopii świetlnej, elektronowej skaningowej (SEM) i transmisyjnej (TEM). Prowadzono również badania za pomocą dyfraktometru rentgenowskiego (XRD), pomiary mikro- i nanotwardości oraz odporności na ścieranie. Badania wykazały, że przez właściwy dobór parametrów laserowego przetapiania możliwe jest otrzymanie warstwy o strukturze amorficznej lub nanokrystalicznej o wysokiej twardości i odporności na ścieranie, jednak z obecnością mikropęknięć.