Effects of Al, Co and Mo additions on microstructure, corrosion-wear and electrochemical properties of laser-cladded Fe30-15TiC coating

ABSTRACT

Fe30-15TiC, Fe30-15TiC-10Al, -10Co and -10Mo coatings were prepared on 45 steel by laser cladding, and their microstructure, hardness and phases were analysed using an optical microscope, microhardness tester and X-ray diffraction, respectively. The effects of Al, Co and Mo additions on the corrosive-wear and electrochemical properties of Fe30-15TiC coating were investigated using a wear tester and electrochemical workstation, and the corrosive-wear mechanism was also discussed in detail. The results show that the microstructure of the coating surfaces mainly presents cellular and chrysanthemum and a few dendritic structures, and the gains of Fe-15TiC coating were refined by the additions of Al, Co and Mo. The hardness of Fe30-15TiC, Fe30-15TiC-10Al, -10Co and -10Mo coatings are 704.51 ± 35, 779.21 ± 38, 718.48 ± 36 and 817.53 ± 41 HV_0.5, respectively, and the corresponding wear rates are 267.87, 258.68, 359.54 and 188.93 µm³•s⁻¹•N⁻¹, respectively, showing that the wear resistance of Fe30-15TiC coating is improved by the addition of Al and Mo. Moreover, the corrosion rates of Fe30-15TiC, Fe30-15TiC-10Al, -10Co and -10Mo coatings are 1.37 × 10⁻², 0.98 × 10⁻², 2.72 × 10⁻² and 0.99 × 10⁻² cm²•year⁻¹, respectively, showing that the corrosion resistance of Fe30-15TiC coating is improved by the additions of Al and Mo.

On a préparé des revêtements de Fe30-15TiC, Fe30-15TiC-10Al, -10Co et -10Mo sur de l’acier 45 par plaquage laser et l’on a analysé leur microstructure, dureté et phases à l’aide respectivement d’un microscope optique, d’un appareil pour mesurer la microdureté et de la diffraction des rayons X. On a étudié les effets des ajouts d’Al, Co et Mo sur l’usure par corrosion et les propriétés électrochimiques du revêtement Fe30-15TiC à l’aide d’un appareil d’essais à l’usure et d’un poste de travail électrochimique, et l’on a également discuté en détail du mécanisme d’usure par corrosion. Les résultats montrent que la microstructure des surfaces du revêtement présente principalement des structures cellulaires et en chrysanthème et quelques structures dendritiques, et les grains du revêtement Fe-15TiC étaient affinés par les ajouts d’Al, Co et Mo, qui réduisent sa porosité. La dureté des revêtements de Fe30-15TiC, Fe30-15TiC-10Al, -10Co and -10Mo est respectivement de 704.51 ± 35, 779.21 ± 38, 718.48 ± 36 et 817.53 ± 41 HV_0.5, et les taux d’usure correspondants sont respectivement de 267.87, 258.68, 359.54 et 188.93 μm³•s⁻¹•N⁻¹, montrant que la résistance à l’usure du revêtement Fe30-15TiC est améliorée par l’ajout d’Al et de Mo. Le mécanisme d’usure des revêtements Fe30-15TiC-10Al et -10Mo est l’usure d’adhérence et l’usure par oxydation, alors que celui du revêtement Fe30-15TiC-10Co est principalement une usure par abrasion et une usure d’adhérence, accompagnées d’une usure par oxydation. De plus, les taux de corrosion des revêtements Fe30-15TiC, Fe30-15TiC-10Al, -10Co et -10Mo sont respectivement de 1.37 × 10⁻², 0.98 × 10⁻², 2.72 × 10⁻² et 0.99 × 10⁻² cm²·•an⁻¹ et la résistance de polarisation correspondante est respectivement de 50418, 78876, 36185 et 91157 Ω•cm², montrant que la résistance à la corrosion du revêtement Fe30-15TiC est améliorée par les ajouts d’Al et de Mo.

KEYWORDS:

• Laser cladding
• Fe30-15TiC coating
• element addition
• corrosion wear
• electrochemical performance

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