Investigations of microstructure and selected mechanical properties of Al2O3 + 40 wt.% TiO2 coatings deposited by Atmospheric Plasma Spraying (APS)

Atmospheric Plasma Spraying (APS) enables deposition of coatings from different materials, including those based on Al2O3 and TiO2. In this work, Al2O3 + 40 wt.% TiO2 coatings were tested. The relationships between mechanical properties, microstructure and spraying parameters (namely: spraying distance and torch scan velocity) were investigated. Commercial -45 + 5 μm powders in agglomerated as-produced state were sprayed onto the stainless steel 1.4301 substrates. The aim of the study was to determine the adhesion, microhardness and roughness of coatings but also to characterize their microstructure. It was observed that coatings sprayed from shorter distance were well melted and revealed good adhesion, but at the same time they were more porous and of lower microhardness than those deposited from the longer spraying distance.

---

Metoda natryskiwania plazmowego, APS (ang. Atmospheric Plasma Spraying) umożliwia nanoszenie powłok z różnych materiałów, w tym na bazie Al2O3 oraz TiO2. W pracy zbadano powłoki Al2O3 + 40% wag. TiO2. Przedmiotem badań były właściwości mechaniczne oraz mikrostruktura uzyskanych powłok, w zależności od odległości natryskiwania i prędkości przesuwu palnika względem podłoża. Wykorzystano komercyjne proszki w stanie aglomerowanym o granulacji -45 + 5 μm, którymi pokryto podłoża ze stali nierdzewnej 1.4301. Przeprowadzone badania miały na celu określenie przyczepności powłok, ich mikrotwardości, chropowatości oraz charakteryzację mikrostruktury. Zaobserwowano, że krótsza odległość natryskiwania skutkuje wyższym stopniem przetopienia cząsteczek proszku w powłoce oraz wyższą przyczepnością powłok, ale jednocześnie powoduje wyższą porowatość i niższą mikrotwardość powłok.