Influence of Cold-Sprayed, Warm-Sprayed and Plasma Sprayed Layers Deposition on Fatigue Properties of Steel Specimens

Simple item page
dc.contributor.authorČížek, Jancs
dc.contributor.authorMatějková, Michaelacs
dc.contributor.authorDlouhý, Ivocs
dc.contributor.authorŠiška, Filipcs
dc.contributor.authorKay, Charlescs
dc.contributor.authorKarthikeyan, Jeganathancs
dc.contributor.authorKuroda, Seijics
dc.contributor.authorKovářík, Ondřejcs
dc.contributor.authorSiegl, Jancs
dc.contributor.authorLoke, Kelvincs
dc.contributor.authorKhor, Khiam Aikcs
dc.coverage.issue5cs
dc.coverage.volume24cs
dc.date.accessioned2020-08-04T11:03:19Z
dc.date.available2020-08-04T11:03:19Z
dc.date.issued2015-03-10cs
dc.description.abstractTitanium powder was deposited onto steel specimens using four thermal spray technologies: plasma spray, low-pressure cold spray, portable cold spray, and warm spray. The specimens were then subjected to strain controlled cyclic bending test in a dedicated in-house built device. The crack propagation was monitored by observing the changes in the resonance frequency of the samples. For each series, the number of cycles corresponding to a pre-defined specimen cross-section damage was used as a performance indicator. It was found that the grit-blasting procedure did not alter the fatigue properties of the steel specimens (1% increase as compared to as-received set), while the deposition of coatings via all four thermal spray technologies significantly increased the measured fatigue lives. The three high-velocity technologies led to relative lives increase of 234% (low-pressure cold spray), 210% (portable cold spray), and 355% (warm spray) and the deposition using plasma spray led to an increase of relative lives to 303%. The observed increase of high-velocity technologies (cold and warm spray) could be attributed to a combination of homogeneous fatigue resistant coatings and induction of peening stresses into the substrates via the impingement of the high-kinetic energy particles. Given the intrinsic character of the plasma jet (low-velocity impact of semi/molten particles) and the mostly ceramic character of the coating (oxides, nitrides), a hypothesis based on non-linear coatings behavior is provided in the paper.en
dc.description.abstractTitanový prášek komerční čistoty byl nanesen na ocelové substráty pomocí čtyř technologií: plazmovým nanášením, nízkotlakým a přenosným studeným kinetickým nanášením a středně-teplotním nanášením. Vzorky byly posléze podrobeny únavovému testování cyklickým ohybem s kontrolovanou výchylkou volného konce na vlastnoručně sestaveném zařízení. Pomocí změn v rezonanční frekvenci těles byl sledován průběh šíření trhlin. Počet cyklů při dosažení stanoveného porušení průřezu vzorku byl hodnocen jako ukazatel únavové odolnosti. Bylo zjištěno, že u ocelových substrátů nemá otryskání povrchu významný vliv na únavovou životnost vzorků (zvýšení pouze 1%), zatímco nanesení nástřiků všemi technologiemi způsobilo její významný nárůst. Tři vysokorychlostní technologie vedly ke zvýšení životnosti o 234% (nízkotlaké kinetické nanášení), 210% (přenosné kinetické nanášení) a 355% (středně-teplotní nanášení) a depozice za použití plazmového nanášení vedla ke zvýšení relativní životnosti o 303%. Nárůst životnosti u vysokorychlostních metod (studené a středně-teplotní nanášení) je pravděpodobně způsoben přítomností relativně homogenních únavově odolných vrstev a též vznikem kompresivních napětí v substrátech dopadem vysokoenergetických částic. Vzhledem k typickému charakteru vrstev nanesených plazmovým hořákem (tj. nízkorychlostní dopad částečně nebo zcela natavených částic) a jejich převážně keramickému charakteru (oxidy, nitridy), je v článku navrženo vysvětlení založené na nelineárním chování nástřiků.cs
dc.formattextcs
dc.format.extent758-768cs
dc.format.mimetypeapplication/pdfcs
dc.identifier.citationJOURNAL OF THERMAL SPRAY TECHNOLOGY. 2015, vol. 24, issue 5, p. 758-768.en
dc.identifier.doi10.1007/s11666-015-0240-4cs
dc.identifier.issn1059-9630cs
dc.identifier.other113211cs
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11012/56946
dc.language.isoencs
dc.publisherSpringercs
dc.relation.ispartofJOURNAL OF THERMAL SPRAY TECHNOLOGYcs
dc.relation.urihttp://link.springer.com/article/10.1007/s11666-015-0240-4cs
dc.rights(C) Springercs
dc.rights.accessopenAccesscs
dc.rights.sherpahttp://www.sherpa.ac.uk/romeo/issn/1059-9630/cs
dc.subjectStudené nanášení
dc.subjectstředně-teplotní nanášení
dc.subjectplazmové nanášení
dc.subjecttryskání
dc.subjecttitan
dc.subjectúnava
dc.subjectzbytková napětí
dc.subjectCold sprayen
dc.subjectwarm sprayen
dc.subjectplasma sprayen
dc.subjectgrit-blasten
dc.subjecttitaniumen
dc.subjectfatigueen
dc.subjectresidual stressesen
dc.titleInfluence of Cold-Sprayed, Warm-Sprayed and Plasma Sprayed Layers Deposition on Fatigue Properties of Steel Specimensen
dc.title.alternativeVliv vrstev nanesených technologiemi studeného, středně-teplotního a plazmového nanášení na vysokocyklové únavové vlastnosti ocelových vzorkůcs
dc.type.driverarticleen
dc.type.statusPeer-revieweden
dc.type.versionacceptedVersionen
sync.item.dbidVAV-113211en
sync.item.dbtypeVAVen
sync.item.insts2020.08.04 13:03:19en
sync.item.modts2020.08.04 12:46:39en
thesis.grantorVysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. Ústav materiálových věd a inženýrstvícs
Files
Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
Thumbnail Image
Name:
dspaceArticle.pdf
Size:
9.67 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
dspaceArticle.pdf
Download
Collections
Ústav materiálových věd a inženýrství