Effect of surface macroroughness on the microstructure and sliding wear properties of Al2O3 + 13 wt.% TiO2 thick coatings

• Autores: Sara I. Zesati Belmontes, Enrique Alejandro López Baltazar, José J. Ruiz Mondragón, Haideé Ruiz Luna, Francisco Alvarado Hernández, Víctor Hugo Baltazar Hernández
• Localización: Revista de metalurgia, ISSN 0034-8570, Vol. 58, Nº 4, 2022 (Ejemplar dedicado a: Online first; e231)
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Efecto de la macro-rugosidad superficial sobre la microestructura y las propiedades de desgaste por deslizamiento de recubrimientos gruesos de Al2O3 + 13 % en peso de TiO2
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• Resumen
  • español

    Se realizaron dos patrones de macro-rugosidad, a saber, ranurado en espiral y moleteado de diamante, en una barra cilíndrica del acero AISI/SAE 1045. Se depositó Al2O3 + 13% en peso de polvo de TiO2 utilizando un soplete en varias pasadas. Se analizó la microestructura, la microdureza y la resistencia al desgaste. La presencia tanto de γ-Al2O3 como de α-Al2O3 en todo el recubrimiento fue promovida por partículas parcialmente fundidas y sin fundir; sin embargo, la formación de capas intermedias de α-Al2O3 duro estuvo influenciada por el recalentamiento con el soplete en pasadas múltiples que provocó la transformación de γ-Al2O3→α-Al2O3. Los especímenes con patrón de moleteado resultaron contener menos defectos debido a una acomodación adecuada de las gotas, lo que fortaleció el anclaje entre las gotas. La mejora de la resistencia al desgaste por deslizamiento estuvo influenciada por la combinación de las fases γ-Al2O3 (tenacidad) y α-Al2O3 (dureza) y, predominantemente, por la reducción de la porosidad y las microfisuras en las probetas con patrón moleteado.

  • English

    ABSTRACT Two macro-roughness patterns namely spiral grooving and diamond knurling were performed on an AISI/SAE 1045 cylindrical steel bar. Al2O3 + 13 wt.-% TiO2 powder was deposited by utilizing a multi-pass torch. Microstructure, microhardness and wear resistance were analyzed. The presence of both γ-Al2O3 and α-Al2O3 throughout the coating was promoted by partially melted and un-melted particles; however, the formation of interlayers of hard α-Al2O3 was influenced by the re-heating during the multi-pass torch causing transformation from γ-Al2O3→α-Al2O3. Knurling pattern specimens contained less defects owe to a suitable splat accommodation thus strengthening the inter-splat anchorage. The improved sliding wear resistance was influenced by both the combination of γ-Al2O3 (toughness) and α-Al2O3 (hardness) phases and, predominantly by the reduced porosity and micro-cracks in specimens with the knurling pattern.