Evaluation of relationship between microstructure and properties of thermally sprayed coatings

Disertační práce je zaměřena na hodnocení mechanických vlastností žárově stříkaných povlaků vytvořených technologií HP/HVOF ve vztahu k jejich unikátní mikrostruktuře. Předmětem zájmu byl především kovokeramický povlak WC-Cr3C2-Ni. Základním cílem práce bylo nalezení vztahu mezi druhem výroby vstupního prášku a výslednými vlastnostmi žárově stříkaného povlaku. V úvodních stránkách práce jsou uvedeny teoretické základy jako podklad pro následující experimentální měření, popis metod pro určení vybraných vlastností povlaků, představení použité nástřikové technologie a základních vlastností hodnocených materiálů (povlaků). V dalším, experimentálním bloku, je jedna část práce věnována optimalizaci nástřikových parametrů a druhá část obsahující soubor výsledků měřených mechanicko-fyzikálních vlastností a jejich diskuse. Hodnocena byla především makro a mikrotvrdost, charakter zbytkových napětí v povlacích, přilnavost k základnímu materiálu, odolnost proti abrazivnímu opotřebení, třecí vlastnosti a teplotní odolnost ve vztahu k mikrostruktuře hodnocených povlaků. Na závěru práce je provedeno porovnání vlastností povlaku WC-Cr3C2-Ni s běžnými, v praxi již několik desetiletí známými povlaky WC-CoCr a Cr3C2-NiCr, návrh praktického využití a vymezení aplikačního rozsahu povlaku WC-Cr3C2-Ni, diskuse výsledků, závěr a další doporučení pro případný navazující výzkum. Získané výsledky jsou významným přínosem pro praxi v oboru žárových nástřiků a bezpochyby budou využity při rozhodování použitelnosti povlaku v různých provozních podmínkách povlakovaných dílů.Katedra materiálu a strojírenské metalurgieObhájenoThis work is aimed to evaluation of mechanical-physical properties of HP/HVOF thermally sprayed hardmetal coatings in dependence on coatings microstructure. Primary interest was devoted to WC-Cr3C2-Ni coating. The main aim of this work was to find relationship between the type of powder metallurgy and properties of sprayed coating. Preliminary pages of this work include: theoretic basis of used experimental method for coating properties determination, introduction of used thermal spraying method and base properties of evaluated coatings. In further experimental block one part of the work is devoted to optimization of thermal spray parameters and other part to the results summary and discussion. Mainly the macro and micro hardness, character of residual stresses, bond strength, abrasive wear resistance, friction properties and thermal resistance in dependence on coating microstructure were evaluated. In work conclusions the comparison between properties of WC-Cr3C2-Ni and other, over a long term use hardmetal coatings, was performed. Further, the proposal of WC-Cr3C2-Ni coatings application, discussion and recommendation for subsequent research and development, was also mentioned. Achieved results are undoubtedly significant contribution for thermal spray branch and the results will be used in the decision making process of coating applicability for different operating conditions