Effect of electro spark deposition coatings on surface hardness and corrosion resistance of ductile iron

ABSTRACT

In this study, the electro spark deposition (ESD) technique was used to coat ductile iron (DI) with nickel (Ni), AISI 304 stainless steel (304 SS), and Inconel 718 super alloy (Inconel 718) materials. The microstructures of coated ductile iron were examined for micro hardness, layer thickness, and corrosion resistance. Analyses of the microstructure and content of the coatings were carried out using scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX). While the corrosion resistance (3.978 kΩ) has increased as a result of the thicker layer (55 μm) on Inconel 718 coated DI, Inconel 718's hardness value (480 HV0.05) is lower than 304 SS's (532 HV0.05). The current density of Inconel 718-coated DI is the lowest (15.60 μAcm⁻²) when compared to the uncoated and coated conditions. The coating on Inconel 718 is not as uniform as the coating on 304 SS. The higher Rp value Inconel 718 coated DI significantly improved the coated samples' ability to resist corrosion.

Dans cette étude, on a utilisé la technique de dépôt par électroérosion (ESD) pour revêtir la fonte ductile (DI) de nickel (Ni), d’acier inoxydable AISI 304 (304 SS) et de superalliage Inconel 718 (Inconel 718). On a examiné les microstructures de la fonte ductile revêtue pour la micro dureté, l’épaisseur de la couche et la résistance à la corrosion. On a effectué des analyses de la microstructure et du contenu des revêtements à l’aide de la microscopie électronique à balayage (MEB) et de la spectroscopie de rayons X à dispersion d’énergie (EDX). Alors que la résistance à la corrosion (3.978 kΩ) a augmenté en raison de la couche plus épaisse (55 μm) sur la fonte ductile revêtue d’Inconel 718, la valeur de dureté de l’Inconel 718 (480 HV_0.05) est inférieure à celle de 304 SS (532 HV_0.05). La densité de courant de la fonte ductile revêtue d’Inconel 718 est la plus basse (15.60 μAcm⁻²) par rapport aux conditions avec ou sans revêtement. La couche de revêtement régulière et étendue était visible dans l’étude MEB-EDX des coupes transversales de fonte ductile revêtue de 304 SS. Il n’y a pas de lacunes ni de fissures dans la couche de revêtement de 304 SS de 40 μm d’épaisseur. Bien qu’il y ait un certain mélange sous la forme d’une bande d’ombre grise, les micrographies de MEB révèlent que le revêtement et le substrat ne se mélangent pas complètement en raison de la différence évidente de la densité. Dans la fonte ductile revêtue d’Inconel 718, l’épaisseur de la couche était de 55 μm, comparée à 25 μm pour la fonte ductile revêtue de Ni et 40 μm pour la fonte ductile revêtue de 304 SS. L’analyse de la ligne EDX de la fonte ductile revêtue d’Inconel 718 a révélé que les concentrations de Cr et de Ni étaient élevées, alors que les concentrations de Fe s’élevaient et que les concentrations de Cr et Ni diminuaient dans la moitié de ligne de la fonte ductile. En outre, la structure du 304 SS, qui contient du Cr et du C, a aidé à augmenter la dureté du revêtement. Dans la connexion du revêtement Inconel 718 avec le substrat, il y a quelques fissures visibles dans la micrographie MEB. Le revêtement sur l’Inconel 718 n’est pas aussi uniforme que le revêtement sur 304 SS. La valeur R_p plus élevée de la fonte ductile revêtue d’Inconel 718 a amélioré de manière significative l’habileté des échantillons revêtus à résister à la corrosion. Parce qu’il n’y a pas de couche protectrice, l’échantillon de fonte ductile sans revêtement exhibe un comportement de corrosion active typique et, comme prévu, a une vitesse de corrosion maximale.

KEYWORDS:

• Electro-spark deposition
• ductile iron
• surface modification
• corrosion resistance

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